ستطلق أولاً في غولف وتي تي تحت تسمية دي إس جي

فولكسفاغن تطلق علبة تروس
يدوية مؤتمتة... ومزدوجة

16/01/2003

في الوقت الذي يتسابق بعض صانعي السيارات على إبتكار صيغ جديدة من علب التروس الأوتوماتيكية أو المؤتمتة، مثل علب التروس ذات النسبة الأمامية المتبدلة بإستمرار CVT, Continuously Variable Transmission، أو علبة التروس اليدوية الكهرمغناطيسية المؤتمتة لدى بي إم ف BMW  والتي تحمل تسمية إس إم جي SMG, sequential mechanical gearbox، مضت مجموعة فولكسفاغن VW في تطوير علبة دي إس جي DSG الجديدة والتي ستطلق تدريجاً في عدد من موديلاتها، وأولها مع محرك الأسطوانات الست V6 المتسعة لـ3.2 ليتر في كل من موديلَي فايتون Phaeton وغولف آر Golf R32 في الربيع المقبل، ثم في كوبيه آودي تي تي كواترو Audi TT Coupe quattro 3.2 في منتصف العام الحالي.

وإن إنطلقت مساعي الصانعين المختلفين من نقاط مشتركة، أهمها التخلص من هدر نسبة معينة من الطاقة والقوة في علب التروس الأوتوماتيكية التقليدية والعاملة بالسائل الهيدروليكي في محوّل العزم torque converter، خصوصاً عند الإنطلاق وفي النسب القصيرة.

فمع العلب اليدوية العادية أو المؤتمتة كما في علبتَي بي إم ف إس إم جي BMW SMG وفولكسفاغن دي إس جي VW DSG، يتم التعشيق مباشرة بين التروس، من دون وسيط هيدروليكي، ومع ذلك، يمكن تشغيل العلبة إما في نمط يدوي (من دون معشّق)، أو كأية علبة تروس أوتوماتيكية أخرى تتولى غيار النسب حسب برمجتها الداخلية، وفي نمط عادي أو رياضي.

لكن مكاسب العلبة اليدوية المؤتمتة لا تقتصر على تسريع التلبية بما يفوق ما تتيحه العلبة اليدوية التقليدية (لأن الإلكترونيك اسرع من يد السائق طبعاً)، بل هي ترتكز ايضاُ وخصوصاً على تخفيف نسبة الإستهلاك عما يمكن توفيره حتى مع العلبة اليدوية التقليدية، مع تسريع التلبية.

وإن لعب توفير الوقود على ميزانية المستهلك دوراً مهماً في حسابات الصانعين عموماً، لا بد ايضاً من أخذ حاجاتهم هم الى خفض معدلات إستهلاك السيارات التي ينتجونها، في الإعتبارات الأخرى التي تضعهم أمام تزايد صرامة قوانين المشرّعين عموماً.

ولعل ابرز ما يميز علبة فولكسفاغن الجديدة هو مضي كبرى المجموعات الأوروبية في إتجاه جديد كلياً (سبق إستغلاله في بعض سباقات السيارات فقط) ويتمثل بتضمين علبة دي إس جي DSG ذاتها قرصَي تعشيق dual clutch متكاملَي الأداء على نحو يجيز تعشيق النسبة الملائمة وفي الوقت ذاته، تحضير النسبة التالية (صعوداً او نزولاً حسب تبدل المعطبات) لتعشيقها عند الحاجة، وفي مهلة لا تتعدى 0.03 الى 0.04 من الثانية الواحدة.

ففي حين تنقل علبة بي إم ف BMW إس إم جي SMG  ذات النسب الأمامية الست، العزم من المحرك الى عجلتَي الدفع مباشرة ايضاً (أي من دون وسيط هيدروليكي كالذي تتضمنه العلب الأوتوماتيكية)، بواسطة معشق كهرامغناطيسي electromagnetically واحد وبسرعة عالية تصل الى 0.15 ثانية للغيار من نسبة الى أخرى، تعتمد علبة فولكسفاغن دي إس جي VW DSG المركبة عرضياً معشّقين إثنين مغمورين بالزيت wet clutches (أسرع تبديداً للحرارة من المعشقات الجافة) ومتلاحقين في علبة مشتركة مصنوعة من الألومينيوم، فيخضعان لضغط متبدل حسب معايير البرمجة الإلكترونية المدخلة في وحدة ميكاترونية mechatronic تدمج في مكوّناتها أجهزة التحكم الإلكترونية (لرصد المعطيات وتحليلها وإصدار تعلميات التدخل) والميكانيكية (تنفذ تلك التعليمات بواسطة القطع الميكانيكية كالتروس والمعشقين وغيرها).

وتتلقى الوحدة الميكاترونية المعلومات المختلفة من 12 جهازَ رصدٍ (لسرعة السيارة والمحرك والضغط المطلوب من الأخير، ووضعية دواستي الوقود والكبح ودرجة لف المقود) قبل تحديد التوقيت الملائم للغيار، وسرعة الدوران الملائمة للمحرك، وعمليات تبريد زيت العلبة (تصل حرارته الى 140 درجة مئوية) المجهزة مبادلاً حرارياً heat exchanger مركباً عليها مباشرة، عدا عن تضمن الوحدة الإلكترونية ذاتها أيضاً برمجة الحماية المانعة لتركيب نسب تهدد سلامة المحرك أو العلبة أو السيارة ككل.

عملياً، يتولى المعشق الأول Clutch 1, C1 مهمة تعشيق النسب المفردة (1 و3 و5 ونسبة الرجوع) في حين يأخذ المعشق الثاني Clutch 2, C2 على عاتقه مهمة تعشيق النسب2 و4 و6، بما يعني فعلياً وجود علبتَي تروس يدويتين في علبة واحد.

إضافة الى المعشقين، تتضمن علبة السرعات الست دي إس جي ايضاً عمودَين إثنين لإدخال عزم المحرك input shafts (من المحرك الى علبة السرعات)، وعمودَين آخرين لإخراج العزم output shafts (من علبة السرعات الى علبة التروس التفاضلية differential ومن هناك الى محور الدفع الأمامي أو الخلفي، أو الى محورَي الدفع الرباعي كما في كل من غولف آر 32 وآودي تي تي كواترو 3.2 ليتر كوبيه).

وينقل عمود إدارة العزم الخارج output shaft 1 عزم الدوران الواصل من تروس النسب الأولى والثانية والثالثة والرابعة، بينما يتولى العمود الثاني الموازي له output shaft 2  نقل العزم عبر تروس النسب الخامسة والسادسة والأخرى العاكسة للدوران والمخصصة للرجوع.

وفي حين يظهر الرسم المقابل عمودَي الإدارة الخارجة output shafts في القسم الواقع وراء علبة المعشقين (مصنوعة من الالومينيوم)، لا يبدو في الرسم ذاته إلا عمود إدارة داخلة واحداً... لمجرد تداخل عمودَي الإدارة الداخلة في بعضهما: عمود داخلي مركب في العمود الثاني الأجوف.

ويعني التصميم المذكور جهوز النسبة التالية بإستمرار ليتم الإنتقال إليها من دون إنقطاع تدفق العزم من المحرك الى عجلات الدفع. فعند الإنطلاق من النسبة الأولى مثلاً، تركب النسبة الثانية في وضعية الجهوز. وعند الغيار من النسبة الأولى الى الثانية، لا يكاد يحرر المعشقُ الأولُ النسبةَ الأولى (بفصل الحركة بين المحرك وبين ترس النسبة الأولى) حتى يدفع الضغطُ الهيدروليكي المعشقَ الثاني لنقل عزم المحرك الى ترس النسبة الثانية. وهي عملية تتطلب حسب فولكسفاغن بين 3 و4 أجزاء مئوية من الثانية الواحدة.

أكثر من ذلك، تجيز العلبة الجديدة الإلكترونية الإتصال بأزرار الغيار shift-by-wire (من مقبض الكونسول أو من أزرار المقود، من دون وصلة ميكانيكية) التي سيطلقها رابع الصانعين العالميين (بعد جنرال موتورز وفورد وتويوتا، وامام ديملركرايسلر) في عدد من ماركاته الأخرى لاحقاً، اياً من نمطَي القيادة العادية (مع الغيار اليدوي، في معزل عن خيار الغيار الأوتوماتيكي) أو الرياضية التي تؤخر إنتقال النسب صعوداً، وتسرّع نزولها عند هبوط السرعة، كما تملي على المحرك سرعة الدوران الأكثر ملاءمة rev-matching لتلقي النسبة المقبلة فوراً. وحتى عند الإنطلاق، يمكن كبس زر التحكم بالإنطلاق launch control لدفع المحرك الى الدوران في المجالات الأكثر ملاءمة لتسريع الإنطلاق (في مجالات الدوران التي يبلغ عندها المحرك أقصى عزم دورانه وقوته)، حسب السرعة المتصاعدة، ومنع الغيار الى النسبة التالية قبل بلوغ أفضل مجالات دوران المحرك قياساً بعزم الدوران والقوة.

وللمقارنة، تبلغ فولكسفاغن غولف آر 32 سرعة مئة كلم/ساعة خلال 6.6 ثانية مع علبة تروس يدوية عادية بست نسب امامية، في مقابل 6.4 ثانية مع علبة دي إس جي (بعد تشغيل زر التحكم بالإنطلاق launch control) في حين تبقى السرعة القصوى 247 كلم/ساعة في الفئتين... علماً بأن معدل إستهلاك البنزين يهبط من 11.5 ليتر/100 كلم مع العلبة اليدوية العادية، الى 10.2 ليتر لكل مئة كلم مع علبة دي إس جي!

وإن سبق إستغلال تقنية التعشيق الثنائي في سباقات السيارات في الماضي (إستغلت في سباقات السيارات في آودي سبورت كواترو إس 1 في منتصف الثمانينات)، يبقى أن فولكسفاغن هي اول صانع سيارات ينقلها الى الإنتاج الإستهلاكي الواسع النطاق، بعد تمكن الأنظمة الميكاترونية من تجاوز خشونة العلب السابقة الإستغلال في السباقات.

وإستثمرت فولكسفاغن 150 مليون يورو في مصنع كاسل Kassel الألماني حيث تنتج دي إس جي (تبلغ الطاقة الإنتاجية الف علبة يومياً)، كما تراهن الشركة على العلبة الجديدة البالغ وزن صيغتها الأولى 90 كلغ، مع تضمنها 6.4 ليتر زيت وقدرة تحمل عزم دوران يصل الى 350 نيوتون-متر، لتحقيق قفزة نوعية وكمية تقنع الأوروبيين المتعلقين بالعلبة اليدوية، بإمكان الحصول على الغيار الأوتوماتيكي عند الحاجة، مع الإحتفاظ بالمبادرة الرياضية في الغيار اليدوي (من المقود أو من مقبض الغيار في الكونسول) لتحسين التلبية وتوفير الوقود في الإستخدامين اليدوي والأوتوماتيكي على حد سواء، وتقنع الأميركيين الأكثر ميلاً الى راحة العلبة الوتوماتيكية، بإمكان الحصول على فوائد العلبتين الأوتوماتيكية واليدوية معاً.