علائم خرابی گیربکس هیبرید تویوتا (E-CVT) و عیب‌یابی آن

مهم‌ترین علائم خرابی گیربکس هیبرید تویوتا (E-CVT) عبارت‌اند از: صدای زوزه یا صدای غیرعادی که با دور موتور یا سرعت خودرو تغییر می‌کند، کاهش تدریجی روغن و نشتی در اطراف گیربکس، افت محسوس توان، داغ شدن گیربکس، READY نشدن گاه‌به‌گاه خودرو، لرزش شدید هنگام حرکت، خارج نشدن از حالت پارک و روشن شدن چراغ هشدار گیربکس. منشأ این علائم ممکن است مکانیکی (یاتاقان‌ ها، چرخ‌ دنده‌ ها و آب‌ بند ها)، الکتریکی (موتور/ژنراتورهای MG1 و MG2 و سنسورها) یا کنترلی و نرم‌افزاری باشد؛ به همین دلیل عیب‌یابی این گیربکس با گیربکس‌های دستی و اتوماتیک معمولی کاملاً متفاوت است.

خودروهای هیبرید به دلیل مصرف سوخت پایین‌تر سهم بزرگی از بازار خودرو را به دست آورده‌اند و نمونه‌های زیادی از آن‌ها، به‌ویژه هیبریدهای تویوتا و لکسوس مانند کمری هیبرید، C-HR هیبرید و پریوس، وارد بازار ایران شده‌اند. با توجه به اصول کار گیربکس هیبرید تویوتا یا همان گیربکس E-CVT می‌توان دریافت که تفاوت اصلی این خودروها با خودروهای بنزینی در گیربکس و سیستم انتقال قدرت است. از این رو عیوب احتمالی، راه‌های تشخیص عیب و روش‌های تعمیر این گیربکس با دیگر گیربکس‌ها کاملاً متفاوت است و به تسلط بر دانش مکانیک، برق و الکترونیک خودرو نیاز دارد. تصاویر این مقاله از قطعات واقعی گیربکس هیبرید تویوتا در کارگاه ایمگ تهیه شده است.

علائم خرابی گیربکس هیبرید تویوتا در یک نگاه (جدول عیب‌یابی)

در جدول زیر، رایج‌ترین علائم خرابی گیربکس E-CVT و محل احتمالی بروز عیب را می‌بینید. توضیح کامل هر مورد در ادامه مقاله آمده است.

عیوب گیربکس هیبرید تویوتا به چند دسته تقسیم می‌شوند؟

عیوب گیربکس هیبرید تویوتا را می‌توان به سه دسته کلی تقسیم کرد: عیوب مکانیکی، عیوب الکتریکی و عیوب نرم‌افزاری. بنابراین تعمیر این گیربکس به ترکیب هر سه مهارت نیاز دارد و اگر تعمیرکار به هر کدام از این حوزه‌ها تسلط نداشته باشد، ممکن است فرایند تعمیر مختل شود.

از نظر محل بروز، عیوب این گیربکس بیشتر در یاتاقان‌ بندی‌ها، چرخ‌دنده‌ ها، آب‌بندها، موتور/ژنراتورهای الکتریکی، سیستم انتخاب دنده و سنسورهای نصب‌شده روی گیربکس نمایان می‌شوند. هر کدام از این عیوب علائم خاص و روش رفع عیب مخصوص به خود را دارند؛ به همین دلیل برای تعمیر این گیربکس باید به سیستم‌های مکانیکی و الکترونیکی آن تسلط کافی داشت. در ادامه این عیوب را یک‌به‌یک بررسی و تحلیل می‌کنیم.

صدای زوزه گیربکس هیبرید از کجاست؟ (خرابی یاتاقان‌ها)

در این گیربکس نسبت به گیربکس‌های دیگر از یاتاقان‌بندی‌های بیشتری استفاده شده است؛ زیرا علاوه بر بخش اصلی گیربکس و بخش دیفرانسیل، دو موتور الکتریکی و یک شفت واسطه نیز در گیربکس جای گرفته‌اند که روی محورهای مختص خود شناور هستند. نوع صدای غیرعادی و شرایطی که در آن شنیده می‌شود، کمک زیادی به تشخیص یاتاقان معیوب می‌کند.

علائم خرابی یاتاقان‌های موتور الکتریکی اول (MG1)

موتور الکتریکی اول به عضو خورشیدی مجموعه سیاره‌ای متصل است؛ به همین دلیل به میزان قابل توجهی بیشتر از موتور الکتریکی دوم و موتور بنزینی دوران می‌کند و در شرایط مختلف در جهت‌های متفاوت می‌چرخد. شرکت تویوتا حداکثر دور مجاز این موتور الکتریکی را ۱۷ هزار دور در دقیقه اعلام کرده است که عدد بسیار مناسبی است، اما با این حال استهلاک زودهنگام یاتاقان‌های این محور نسبت به محورهای دیگر اجتناب‌ناپذیر است.

در صورت خرابی یاتاقان‌های این محور، تقریباً در اکثر شرایط کاری خودرو صدای غیرعادی به گوش می‌رسد؛ چون موتور الکتریکی اول در بیشتر شرایط در حال گردش است. این موتور در زمان کارکرد موتور بنزینی وظیفه ایجاد ضریب دنده مناسب یا شارژ باتری را بر عهده دارد و در زمان حرکت خودرو در حالت تمام‌برقی باید آزادانه دوران کند تا مجموعه سیاره‌ای قفل نشود و موتور بنزینی بتواند خاموش و ثابت بماند؛ در نتیجه این محور چرخش زیادی را تجربه می‌کند.

صدای غیرعادی ناشی از خرابی این یاتاقان‌ها با افزایش بار یا دور موتور بیشتر می‌شود و هنگام استارت و شروع به کار موتور بنزینی واضح‌تر به گوش می‌رسد.

علائم خرابی یاتاقان‌های موتور الکتریکی دوم (MG2)

به دلیل کمتر بودن دور این موتور نسبت به موتور الکتریکی اول، خرابی یاتاقان‌های آن کمتر دیده می‌شود، اما در کارکردهای بالاتر همواره این مورد مشاهده می‌شود. موتور الکتریکی دوم ارتباط مستقیم با دیفرانسیل دارد و ضریب انتقال آن ثابت است؛ بنابراین در صورت خرابی یاتاقان‌های این موتور، صدای غیرعادی همراه با سرعت خودرو کم و زیاد می‌شود، زیرا نسبت دور موتور الکتریکی دوم و چرخ‌ها همواره ثابت است. از این رو تشخیص عیب یاتاقان‌های این محور به مراتب ساده‌تر است.

یاتاقان‌های محور واسطه و محور دیفرانسیل

در این دو محور از یاتاقان‌بندی رولبرینگی استفاده می‌شود. این دو محور نیز ممکن است در قسمت یاتاقان‌ها دچار مشکل شوند که علائم آن، مانند تمام گیربکس‌های دیگر، زوزه کشیدن گیربکس، ارتعاش و تولید صدای بیشتر هنگام شتاب‌گیری است.

قطعات بازشده گیربکس E-CVT تویوتا؛ دیفرانسیل، محور واسطه و چرخ‌دنده‌ها

به‌طور کلی این گیربکس در قسمت یاتاقان‌ها از مقاومت مناسبی برخوردار است و بروز مشکل در یاتاقان‌ها معمولاً در اثر کارکرد بالا یا استفاده از روغن نامناسب رخ می‌دهد.

علائم خرابی چرخ‌دنده‌های گیربکس E-CVT چیست؟

این گیربکس در مقایسه با گیربکس‌های دستی و اتوماتیک معمولی (AT) چرخ‌دنده‌های کمتری دارد. چرخ‌دنده‌های آن نسبت به گیربکس‌های AT عمر بالاتری دارند؛ زیرا در این گیربکس کلاچ‌های درگیرکننده وجود ندارد و چرخ‌دنده‌ها به‌طور دائم درگیر هستند، در نتیجه شوک کمتری به آن‌ها وارد می‌شود. با این حال، فرسایش و خرابی چرخ‌دنده‌های این گیربکس شبیه گیربکس‌های دستی است.

رایج‌ترین خرابی چرخ‌دنده‌ها، سایش سطح دندانه‌ها یا به اصطلاح تیز شدن دندانه‌هاست که با صدای زوزه یکنواخت، به‌ویژه در سرعت‌های بالا، همراه است. کارکرد بالا، روغن نامناسب، کمبود روغن یا فشار بالا از دلایل بروز این عیب هستند. خرابی دیگر، شکستن تعدادی از دندانه‌هاست که با صدای غیرعادی زیادی همراه است و براده‌های زیادی در روغن گیربکس ایجاد می‌کند؛ یکی از دلایل این اتفاق، شوک گشتاوری شدید است.

لقی بیش از حد بین دندانه‌ها نیز معمولاً در درازمدت و در اثر کارکرد بالا پدیدار می‌شود، اما اگر یاتاقان‌های محورها معیوب باشند و چرخ‌دنده‌ها از مرکز خارج شوند، این عیب زودتر رخ می‌دهد. تصویر زیر چرخ‌دنده‌های این گیربکس را نشان می‌دهد:

۱- بخش پاور اسپلیت (Power Split)، ۲- دیفرانسیل، ۳- شفت واسطه، ۴- موتور الکتریکی دوم (این موتور در پشت پوسته مشخص‌شده نصب می‌شود)

به‌طور کلی مشکلاتی که در چرخ‌دنده‌های این گیربکس به وجود می‌آید، مشابه عموم گیربکس‌هاست.

نشتی روغن گیربکس هیبرید تویوتا از کجاست؟ (کاسه‌نمدها و آب‌بندها)

کم شدن تدریجی سطح روغن و مشاهده نشانه‌های چربی در اطراف گیربکس، از علائم اصلی نشتی روغن در این گیربکس است. نشتی در این گیربکس هم مانند گیربکس‌های دیگر بیشتر در محل اتصال پوسته‌ها یا کاسه‌ نمد ها رخ می‌دهد، اما به دلیل تفاوت ساختاری آن با دیگر گیربکس‌ها، ممکن است از نقاط مختلفی باشد.

نمای پوسته گیربکس هیبرید تویوتا برای بررسی نشتی روغن

نقاط احتمالی نشتی روغن در گیربکس E-CVT به ترتیب زیر هستند. اولین نقطه، محل اتصال دو پوسته اصلی و پوسته فلایویل است. نقطه بعدی محل اتصال پوسته اصلی و پوسته نهایی است.

محل اتصال پوسته اصلی و پوسته نهایی

سومین نقطه، کاسه‌نمد شفت ورودی از سمت موتور احتراقی است.

کاسه‌نمد شفت ورودی از سمت موتور احتراقی

نقطه بعدی کاسه‌نمد پلوس‌ها است.

کاسه‌نمد پلوس

کاسه‌نمد اهرم دنده پارک نیز یکی دیگر از نقاط احتمالی نشتی است.

کاسه‌نمد اهرم دنده پارک

نقطه بعدی، پیچ‌های تخلیه و بازدید روغن هستند.

پیچ تخلیه روغن

پیچ بازدید روغن

محل اتصال خنک‌کن روغن نیز ممکن است دچار نشتی شود.

محل اتصال خنک‌کن روغن

نقطه دیگر، محل بسته شدن سنسورها روی پوسته گیربکس است.

محل بسته شدن سنسورها

آخرین نقطه، محل اتصال کابل‌های ولتاژ بالای مربوط به موتور/ژنراتورها است.

محل اتصال کابل‌های ولتاژ بالا

نمای دیگری از محل اتصال کابل‌های ولتاژ بالا

علائم خرابی خنک‌کن روغن گیربکس هیبرید (نشتی داخلی)

علاوه بر نشتی‌های بیرونی، امکان نشتی داخلی خنک‌کن روغن نیز وجود دارد. این نشتی هیچ نشانه بیرونی ندارد، اما باعث مخلوط شدن آب با روغن گیربکس می‌شود. در این شرایط به دلیل از دست رفتن خواص روغن، باید در سریع‌ترین زمان ممکن عیب سیستم توسط فرد متخصص رفع و روغن گیربکس تعویض شود.

خرابی موتور/ژنراتورهای MG1 و MG2 چه علائمی دارد؟

همان‌طور که در مقاله گیربکس E-CVT بررسی شد، در این گیربکس از دو واحد موتور/ژنراتور از نوع براش‌لس (بدون جاروبک یا زغال) استفاده شده است. این دو واحد MG1 و MG2 نام دارند و ممکن است در بخش استاتور یا روتور دچار عیب شوند.

استاتورها و روتورهای دو موتور الکتریکی گیربکس هیبرید تویوتا در کنار پوسته‌های گیربکس

خرابی سیم‌پیچ استاتور

خرابی‌های ممکن در سیم‌پیچ‌ها شامل ایجاد مقاومت بالا در سیم‌پیچ یا اتصال کوتاه یک سیم به سیم دیگر یا بدنه است. اتصال کوتاه نیز به چند شکل مختلف پیش می‌آید که معمول‌ترین آن‌ها اتصال کوتاه دورهای سیم در یک سیم‌پیچ، اتصال کوتاه دو فاز به یکدیگر و اتصال کوتاه سیم‌پیچ به بدنه گیربکس است. همچنین امکان سوختگی یا قطع شدن سیم‌پیچ نیز وجود دارد.

واضح‌ترین نشانه بروز این عیوب، افت توان قابل توجه خودرو، افزایش دمای گیربکس، عملکرد نامنظم و READY نشدن گاه‌به‌گاه خودرو برای شروع حرکت است.

خرابی روتور

خرابی معمول در روتور، ایجاد ترک روی روتور یا بروز مشکل در آهن‌ربای دائم است. همچنین در صورت وجود عیب و لقی بیش از حد در یاتاقان‌های روتور، احتمال برخورد روتور با استاتور وجود دارد.

این عیوب با علائمی مانند صدای غیرعادی و افت توان زیاد خودرو همراه هستند. علاوه بر این، لرزش شدیدی هنگام حرکت ایجاد می‌شود که ناشی از نابالانسی روتور یا برخورد آن با استاتور است.

علائم خرابی سلکتور گیربکس هیبرید تویوتا چیست؟

در این گیربکس تنها ارتباط مکانیکی دسته‌دنده با گیربکس برای حالت P و قفل کردن گیربکس است و بقیه حالت‌ها به‌صورت الکترونیکی انتخاب می‌شوند. به همین دلیل بخشی از عیوب و اختلالات حرکتی این خودرو می‌تواند ناشی از خرابی اهرم انتخاب دنده یا همان سلکتور (Selector) باشد. خرابی در این سیستم ممکن است باعث حرکت ناپایدار خودرو، انتخاب نشدن حالت صحیح مطابق انتخاب راننده، خارج نشدن خودرو از حالت پارک، روشن شدن چراغ هشدار گیربکس و گاهی حرکت نکردن خودرو شود.

خرابی‌های این سیستم را می‌توان به چند گروه تقسیم کرد: خرابی‌های مکانیکی مانند گیر کردن دسته در یک حالت یا لقی و حرکت غیرعادی دسته، خرابی سنسورهای موقعیت دسته سلکتور یا ارسال اطلاعات اشتباه از سوی آن‌ها، اتصال کوتاه یا قطعی در مدار سنسورها، و اختلال در ارسال اطلاعات از سلکتور به یونیت کنترل گیربکس. تصویر زیر اهرم انتخاب دنده این خودرو را نشان می‌دهد:

اهرم انتخاب دنده (سلکتور) خودروی هیبرید تویوتا

خرابی سنسورهای گیربکس هیبرید چه مشکلی ایجاد می‌کند؟

یکی از عیوب رایج در این گیربکس و همچنین گیربکس‌های دیگر، خرابی سنسورهای پایش وضعیت گیربکس است. در این حالت اطلاعات اشتباه به یونیت کنترل گیربکس ارسال می‌شود یا در مواقعی هیچ اطلاعاتی ارسال نمی‌شود. اتصال کوتاه یا قطعی در مدار سنسور و خرابی داخلی خود سنسور، رایج‌ترین خرابی‌های این قطعات هستند. سنسور دور و موقعیت موتور/ژنراتورها و سنسور دمای روغن از جمله سنسورهای نصب‌شده روی این گیربکس هستند.

در هر صورت، وقتی اطلاعات ارسالی با وضعیت کاری گیربکس مغایرت داشته باشد، سیستم کنترلی خودرو را به‌صورت غیرعادی کنترل می‌کند و نتیجه آن حرکت بسیار غیرعادی و گاهی حرکت نکردن خودرو است. برای عیب‌یابی این سنسورها بهتر است از دستگاه عیب‌یاب مخصوص همین خودرو استفاده شود.

تعمیر گیربکس هیبرید تویوتا به چه تخصصی نیاز دارد؟

تعمیر گیربکس E-CVT تنها به دانش تعمیرات مکانیکی محدود نمی‌شود. تعمیرکار متخصص باید علاوه بر اصول مکانیکی، با سیستم‌های الکتریکی، سنسورها و نرم‌افزار کنترلی خودروهای هیبرید نیز آشنایی کافی داشته باشد و کار با دستگاه عیب‌یاب را بداند تا بتواند عیب را دقیق شناسایی و برطرف کند. این گیربکس از نظر ساختار با گیربکس D-CVT که تویوتا در مدل‌های بنزینی خود استفاده می‌کند نیز تفاوت اساسی دارد؛ بنابراین تجربه تعمیر گیربکس‌های CVT تسمه‌ای به‌تنهایی برای تعمیر آن کافی نیست.

اگر می‌خواهید تعمیر این گیربکس‌ها را به‌صورت عملی و روی قطعات واقعی یاد بگیرید، دوره تعمیر گیربکس DCVT و ECVT تویوتا ایمگ در کارگاه‌های دانشگاه صنعتی شریف برگزار می‌شود. برای آشنایی با سایر دوره‌های این حوزه نیز می‌توانید صفحه دوره‌های تعمیر گیربکس اتوماتیک را ببینید.

جمع‌بندی نهایی

گیربکس E-CVT تویوتا به دلیل ساختار متفاوتش نسبت به گیربکس‌های معمولی، عیوب و روش‌های عیب‌یابی متفاوتی دارد. در این سیستم، بخش‌های مکانیکی مانند چرخ‌دنده‌ها، یاتاقان‌ها و آب‌بندها در کنار بخش‌های الکتریکی مانند موتور/ژنراتورها و سنسورها و همچنین سیستم‌های کنترلی الکترونیکی، به‌صورت یک مجموعه هماهنگ کار می‌کنند. از این رو هر اختلال در عملکرد این گیربکس می‌تواند عوامل مختلفی داشته باشد و تشخیص صحیح آن به بررسی دقیق علائم خرابی گیربکس هیبرید تویوتا، استفاده از تجهیزات عیب‌یابی مناسب و شناخت کامل عملکرد سیستم هیبرید نیاز دارد. نگهداری صحیح، استفاده از روغن و قطعات استاندارد و انجام سرویس‌های دوره‌ای نقش مهمی در افزایش عمر این گیربکس دارد.

سوالات متداول

مهم‌ترین علامت خرابی گیربکس هیبرید تویوتا چیست؟

رایج‌ترین علامت، صدای غیرعادی یا زوزه است که بسته به محل خرابی با دور موتور یا سرعت خودرو تغییر می‌کند. نشتی روغن، افت توان، داغ شدن گیربکس، READY نشدن خودرو، لرزش هنگام حرکت و خارج نشدن از حالت پارک از دیگر علائم خرابی این گیربکس هستند.

صدای زوزه گیربکس هیبرید تویوتا از کجاست؟

اگر صدا در بیشتر شرایط شنیده شود و هنگام روشن شدن موتور بنزینی واضح‌تر باشد، معمولاً از یاتاقان‌های موتور الکتریکی اول (MG1) است. صدایی که همراه با سرعت خودرو کم و زیاد می‌شود به یاتاقان‌های موتور الکتریکی دوم (MG2) مربوط است. زوزه یکنواخت در سرعت‌های بالا نیز می‌تواند نشانه سایش دندانه چرخ‌دنده‌ها باشد.

چرا خودروی هیبرید تویوتا READY نمی‌شود؟

یکی از علت‌های مربوط به گیربکس، خرابی سیم‌پیچ استاتور موتور/ژنراتورهای MG1 و MG2 است که معمولاً با افت توان و افزایش دمای گیربکس همراه است. البته عوامل دیگری خارج از گیربکس نیز می‌توانند باعث این مشکل شوند؛ به همین دلیل بررسی خودرو با دستگاه عیب‌یاب مخصوص ضروری است.

چرا ماشین هیبرید تویوتا از حالت پارک خارج نمی‌شود؟

در گیربکس هیبرید تویوتا فقط حالت P ارتباط مکانیکی با گیربکس دارد و بقیه حالت‌ها الکترونیکی انتخاب می‌شوند. خرابی مکانیکی دسته‌دنده، خرابی سنسورهای موقعیت سلکتور، اتصال کوتاه یا قطعی در مدار آن‌ها و اختلال در ارسال اطلاعات به یونیت کنترل گیربکس می‌توانند باعث خارج نشدن خودرو از حالت پارک شوند.

آیا گیربکس هیبرید تویوتا همان گیربکس CVT است؟

خیر. گیربکس E-CVT برخلاف گیربکس‌های CVT معمولی تسمه و پولی ندارد و نسبت دنده را با یک مجموعه چرخ‌دنده سیاره‌ای و دو موتور/ژنراتور الکتریکی ایجاد می‌کند. گیربکس CVT تسمه‌ای تویوتا در مدل‌های بنزینی با نام D-CVT شناخته می‌شود و ساختار کاملاً متفاوتی دارد.

آیا مخلوط شدن آب با روغن گیربکس هیبرید خطرناک است؟

بله. این مشکل معمولاً از نشتی داخلی خنک‌کن روغن ناشی می‌شود و باعث از بین رفتن خواص روغن می‌شود. در این شرایط باید هرچه سریع‌تر عیب خنک‌کن توسط فرد متخصص رفع و روغن گیربکس تعویض شود.

نویسنده : مهندس ابوالفضل مهدی زاده