مقایسه سیال CVT و ATF از نگاه فرمول؛ برش، اصطکاک و کنترل حرارت در گیربکس

سیال CVT و ATF دقیقاً برای چه کاری ساخته شده اند؟

وقتی از «روغن گیربکس اتومات» صحبت می کنیم، خیلی ها همه چیز را با یک نام مشترک (ATF) می شناسند؛ اما از نظر مهندسی، سیالی که برای یک گیربکس اتومات دنده ای (پله ای) طراحی شده، الزماً برای گیربکس CVT مناسب نیست. در مقایسه سیال CVT و ATF باید اول بدانیم هر کدام در چه سازوکاری کار می کنند و چه وظیفه ای دارند.

ATF در گیربکس های پله ای معمولاً هم زمان چند نقش را بازی می کند: انتقال توان از طریق مبدل گشتاور (Torque Converter)، کنترل هیدرولیکی شیرها و سلونوئیدها، ایجاد اصطکاک کنترل شده در کلاچ ها و باندها، روانکاری یاتاقان ها و چرخ دنده ها و همچنین دفع حرارت. بنابراین ATF باید یک «پکیج متعادل» از گرانروی، پایداری برشی، کنترل اصطکاک و سازگاری با مواد آب بند باشد.

اما در CVT (نوع تسمه ای/زنجیری رایج در خودروهای سواری)، انتقال گشتاور عمدتاً از طریق تماس اصطکاکی بین تسمه یا زنجیر با پولی ها انجام می شود. یعنی سیال CVT باید علاوه بر نقش های هیدرولیک و خنک کاری، یک «منحنی اصطکاک» بسیار دقیق ایجاد کند تا هم لغزش کنترل نشود و هم سایش و داغ شدن رخ ندهد. همین تفاوت بنیادی باعث می شود فرمولاسیون CVT Fluid به شکل هدفمندتری روی رفتار اصطکاکی و تحمل برش در ناحیه تماس پولی/تسمه متمرکز باشد.

• ATF: تمرکز روی کلاچ های چندصفحه ای، عملکرد مبدل گشتاور، و کنترل هیدرولیک پایدار
• CVT Fluid: تمرکز ویژه روی انتقال گشتاور اصطکاکی پولی/تسمه (یا زنجیر) و کنترل حرارت در تماس های پرفشار

مقایسه فرمولاسیون: روغن پایه، افزودنی ها و منطق طراحی

در نگاه فرمول، هر دو سیال معمولاً از روغن پایه (معدنی گروه II/III یا سنتتیک) به علاوه بسته افزودنی تشکیل می شوند؛ اما تفاوت در «نسبت ها» و «هدف افزودنی ها» است. ATFها معمولاً باید پاسخگوی طیف وسیع تری از عملکردها در مجموعه های مختلف گیربکس باشند؛ در حالی که سیال CVT بیشتر به یک نقطه عملکردی حساس است: انتقال گشتاور بدون لرزش و بدون لغزش مخرب.

برای ATF، افزودنی های اصلاح کننده اصطکاک (Friction Modifiers) به گونه ای تنظیم می شوند که کلاچ ها در زمان درگیری، لغزش کنترل شده کوتاه داشته باشند و سپس قفل شوند؛ این رفتار باید هم در دماهای پایین (شروع حرکت) و هم در دماهای بالا پایدار بماند. همچنین افزودنی های ضدسایش، ضدکف، ضدزنگ و پایدارکننده اکسیداسیون برای دوام در سیکل های حرارتی و آلودگی های معمول گیربکس حیاتی اند.

در مقابل، سیال CVT باید «ضریب اصطکاک مناسب در تماس فولاد-فولاد» بین تسمه/زنجیر و پولی را فراهم کند. اینجا اگر اصطکاک کم شود، لغزش و تولید حرارت بالا می رود و سایش افزایش می یابد؛ اگر اصطکاک بیش از حد یا ناپایدار شود، می تواند باعث لرزش، جیغ و ضربه در انتقال گشتاور شود. بنابراین بسته افزودنی CVT معمولاً روی پایداری اصطکاکی در فشارهای موضعی بالا و جلوگیری از پدیده های میکرو لغزش تمرکز بیشتری دارد.

نتیجه مهندسی: ATF یک سیال چندمنظوره برای اجزای متنوع گیربکس پله ای است، اما CVT Fluid یک سیال با حساسیت بالا به منحنی اصطکاک و رفتار در ناحیه تماس پولی/تسمه است.

اگر در اتوسرویس یا ناوگان، انتخاب سیال گیربکس را کنار انتخاب روغن موتور به عنوان یک تصمیم «صرفاً مشابه» ببینیم، احتمال خطا بالا می رود؛ چون در گیربکس، اختلاف های کوچک در اصطکاک و ویسکوزیته می توانند به تغییر رفتار تعویض، افزایش دما و حتی خرابی شتاب بدهند.

برش (Shear) و پایداری گرانروی: چرا CVT اغلب سختگیرتر است؟

برش در سیالات گیربکس یعنی کاهش گرانروی در اثر تنش های مکانیکی و شکست پلیمرهای بهبوددهنده شاخص گرانروی (VI Improvers). در هر دو سیستم، پایداری برشی مهم است؛ اما نوع تنش متفاوت است. در گیربکس های پله ای، تنش برشی عمدتاً از پمپ، شیرها، کانال های هیدرولیک و درگیری کلاچ ها ناشی می شود. در CVT علاوه بر این موارد، ناحیه تماس پولی/تسمه (یا پولی/زنجیر) با فشار موضعی بالا و لغزش های میکروسکوپی، تنش برشی و حرارتی پیوسته تری ایجاد می کند.

وقتی سیال دچار افت گرانروی بر اثر برش شود، چند پیامد رایج رخ می دهد:

• افت ضخامت فیلم روغن و افزایش احتمال تماس فلزی و سایش
• اختلال در فشار هیدرولیکی و کنترل دقیق پولی ها یا کلاچ ها
• افزایش دمای کاری به دلیل بالا رفتن اصطکاک ناخواسته یا لغزش

از نظر عملیاتی در ایران، چند عامل می تواند مسئله برش را تشدید کند: ترافیک شهری سنگین، استفاده طولانی در دمای بالا (به ویژه در شهرهای گرم)، و فاصله تعویض نامتناسب با شرایط کار. در شهرهای با گرمای شدید، بار حرارتی سیستم بالاتر است و سیال سریع تر به سمت اکسیداسیون و افت خواص می رود. برای مدیریت بهتر ریسک، ناوگان ها معمولاً هم زمان با برنامه روانکاری، به تامین منظم و همسان سازی کیفیت فکر می کنند؛ چیزی شبیه رویکردی که در تامین روغن موتور در شهر اهواز برای شرایط گرم و کار سنگین دیده می شود، با این تفاوت که در گیربکس، تحمل خطا کمتر است.

اصطکاک و کنترل انتقال گشتاور: کجا ATF می برد و کجا CVT؟

مهم ترین تفاوت عملکردی در مقایسه سیال CVT و ATF به «نوع اصطکاک هدف» برمی گردد. ATF باید اصطکاک کلاچ ها را طوری تنظیم کند که درگیری نرم، بدون لرزش و با حداقل سایش رخ دهد. این موضوع به مفهوم «خواص اصطکاکی دینامیک» و «پایداری منحنی اصطکاک در طول عمر سیال» مرتبط است. اگر ATF مناسب نباشد، علائم رایج شامل تعویض دنده با ضربه، تاخیر در درگیری، یا لرزش در قفل شدن مبدل گشتاور است.

در CVT، اصطکاک فقط برای «درگیری کلاچ» نیست؛ بلکه در بسیاری از طراحی ها، خود انتقال گشتاور به اصطکاک وابسته است. بنابراین سیال CVT باید ضریب اصطکاک کافی برای جلوگیری از لغزش تسمه/زنجیر را فراهم کند، اما هم زمان نباید باعث چسبندگی و ناپایداری شود. این تعادل ظریف است و به همین دلیل، بسیاری از سازندگان، سیال های CVT را با استانداردها و تاییدیه های اختصاصی عرضه می کنند.

جدول مقایسه رفتاری: CVT Fluid در برابر ATF

کنترل حرارت در گیربکس: نقش ویسکوزیته، اکسیداسیون و دفع گرما

حرارت، دشمن مشترک ATF و CVT Fluid است. افزایش دما می تواند سرعت اکسیداسیون را بالا ببرد، باعث افت خواص افزودنی ها شود و نهایتاً به تشکیل رسوب، ورنی و افت عملکرد هیدرولیکی ختم شود. اما تفاوت اینجاست که در CVT، لغزش ناخواسته در ناحیه پولی/تسمه می تواند خیلی سریع دما را بالا ببرد و یک چرخه معیوب بسازد: لغزش بیشتر ← حرارت بیشتر ← افت خواص اصطکاکی ← لغزش بیشتر.

در ATF، اگرچه حرارت بالا مشکل ساز است، اما مسیرهای تولید حرارت بیشتر در مبدل گشتاور و کلاچ ها دیده می شود. در هر دو حالت، خنک کاری موثر (رادیاتور روغن گیربکس، مسیرهای سالم، عدم گرفتگی) و انتخاب سیال با پایداری اکسیداسیون مناسب اهمیت دارد.

نشانه های حرارت بالای گیربکس که نباید نادیده گرفته شود

• تیره شدن سریع رنگ سیال و بوی سوختگی
• لرزش در شتاب گیری (به ویژه در CVT)
• تعویض های نامنظم یا تاخیر در درگیری (به ویژه در ATF)
• افزایش مصرف سوخت به دلیل اتلاف در انتقال توان

در سرویس های شهری پرترافیک، توجه به برنامه نگهداری و تامین سیال اصلی اهمیت بیشتری دارد. همان طور که در تامین هدفمند روانکارها برای شهرهای بزرگ مثلاً تامین روغن موتور در شهر تهران موضوع «پایداری کیفیت و اصالت» کلیدی است، در سیال گیربکس هم اصالت و تطابق با مشخصات سازنده نقش تعیین کننده دارد.

چالش های رایج در ایران: خطای انتخاب، اختلاط، و سرویس غیر استاندارد

بخش قابل توجهی از خرابی های گیربکس، نه از «بد بودن خودرو» بلکه از تصمیم های اشتباه در سرویس می آید؛ به ویژه وقتی خودرو دست به دست شده و سابقه سرویس دقیق در دسترس نیست. در ایران سه چالش پرتکرار دیده می شود:

1) جایگزینی سیال بر اساس نام عمومی

این تصور که «ATF برای همه گیربکس های اتومات است» باعث می شود سیال نامناسب وارد CVT شود یا برعکس. راه حل: همیشه مشخصات سازنده (استاندارد/کد سیال) را مبنا قرار دهید و از تطبیق ظاهری یا توصیه شفاهی بازار پرهیز کنید.

2) اختلاط سیالات و رقیق شدن بسته افزودنی

اضافه کردن مقداری سیال دیگر برای جبران کمبود، می تواند منحنی اصطکاک و عملکرد هیدرولیکی را به هم بزند. راه حل: در صورت نامعلوم بودن سیال قبلی، تخلیه و سرویس اصولی (طبق روش توصیه شده سازنده) و پرهیز از «سرریز کردن».

3) سرویس در شرایط نامناسب و بدون کنترل دما/سطح

در برخی گیربکس ها، سطح گیری باید در دمای مشخص انجام شود و خطا در سطح، مستقیماً به کف کردن، افت فشار و دمای بالا منجر می شود. راه حل: استفاده از روش سرویس استاندارد و ابزار مناسب (دماسنج، دستگاه دیاگ در صورت نیاز).

• نکته کلیدی اتوسرویس: اگر بعد از تعویض سیال، رفتار گیربکس بدتر شد (لرزش/ضربه/تاخیر)، اولین فرض را روی «عدم تطابق سیال با استاندارد» بگذارید، نه روی خرابی مکانیکی.

راهنمای تصمیم گیری سریع: چه زمانی CVT Fluid و چه زمانی ATF؟

برای تصمیم درست، باید از «نوع گیربکس» شروع کرد، نه از برند روغن. تشخیص CVT از AT معمولاً با مشخصات خودرو، دفترچه راهنما، یا کد گیربکس امکان پذیر است. سپس، سیال باید دقیقاً مطابق با استاندارد اعلامی سازنده انتخاب شود. اگر هدف شما کاهش ریسک است، این چک لیست سریع می تواند کمک کند:

1. نوع گیربکس را قطعی کنید (CVT یا اتومات پله ای).
2. کد/استاندارد سیال توصیه شده سازنده را استخراج کنید.
3. شرایط کارکرد را لحاظ کنید: ترافیک، گرما، سربالایی، کاربری ناوگانی.
4. برنامه سرویس را با ریسک حرارتی تنظیم کنید (تعویض دیرهنگام در گرما معمولاً پرهزینه است).
5. از اختلاط سیالات بپرهیزید و در صورت ابهام، سرویس اصولی انجام دهید.

اگر کسب وکار شما هم زمان روی سرویس موتور و گیربکس متمرکز است، یکپارچه سازی تامین روانکار (موتور و گیربکس) کمک می کند کیفیت بین سرویس ها ثابت بماند. در همین راستا، برای مدیریت سبد محصولات و انتخاب های کم ریسک، دسترسی به گزینه های مشخص و قابل ردیابی مثل روغن موتور اکولایف در بخش موتور، می تواند الگوی خوبی از نگاه «مشخصات محور» باشد؛ در گیربکس هم همین رویکرد را با تکیه بر استاندارد سازنده ادامه دهید.

جمع بندی: نتیجه مقایسه سیال CVT و ATF از نگاه فرمول، برش، اصطکاک و حرارت

در جمع بندی این تحلیل، تفاوت CVT Fluid و ATF یک تفاوت اسمی نیست؛ تفاوت در «هدف طراحی» است. ATF برای کنترل کلاچ ها، مدار هیدرولیک و مدیریت حرارت در گیربکس پله ای ساخته می شود، در حالی که سیال CVT علاوه بر این نقش ها باید انتقال گشتاور اصطکاکی پولی/تسمه را با منحنی اصطکاک بسیار دقیق تضمین کند. از نظر برش، CVT معمولاً در ناحیه تماس های پرفشار، حساسیت بیشتری به افت گرانروی و تغییر رفتار افزودنی ها دارد. از نظر حرارت هم، لغزش در CVT می تواند چرخه افزایش دما را سریع تر فعال کند. موتورازین به عنوان مرجع تخصصی روانکار، کمک می کند انتخاب سیال گیربکس از یک تصمیم حدسی به تصمیم مهندسی تبدیل شود. اگر در اتوسرویس، ناوگان یا تدارکات صنعتی به دنبال تامین پایدار و مشاوره فنی هستید، موتورازین می تواند مسیر انتخاب صحیح، کاهش ریسک خرابی و مدیریت هزینه های نگهداری را برای شما شفاف تر کند.

پرسش های متداول

آیا می توان به جای CVT Fluid از ATF استفاده کرد؟

در اغلب گیربکس های CVT تسمه ای/زنجیری، استفاده از ATF به جای سیال توصیه شده CVT ریسک بالایی دارد؛ چون منحنی اصطکاک و رفتار در فشارهای تماس پولی/تسمه متفاوت است. نتیجه می تواند لغزش، افزایش دما، لرزش و سایش سریع باشد. معیار درست، مشخصات سازنده و استاندارد سیال است، نه شباهت ظاهری یا عنوان کلی «روغن گیربکس اتومات».

مهم ترین نشانه های اشتباه بودن سیال گیربکس چیست؟

برای ATF معمولاً تعویض های ضربه ای، تاخیر در درگیری، یا لرزش در قفل شدن مبدل گشتاور دیده می شود. برای CVT نشانه ها بیشتر به شکل لرزش در شتاب گیری، جیغ یا زوزه، افت شتاب و داغ شدن بروز می کند. البته این علائم می تواند دلایل مکانیکی هم داشته باشد، اما بعد از سرویس، اولین بررسی منطقی تطابق سیال با استاندارد است.

افت گرانروی بر اثر برش چه اثری روی گیربکس می گذارد؟

افت گرانروی یعنی فیلم روغن نازک تر می شود و هم روانکاری و هم کنترل هیدرولیک آسیب می بیند. در ATF می تواند به افت فشار، بد شدن کیفیت تعویض و افزایش سایش کلاچ ها منجر شود. در CVT، علاوه بر این موارد، احتمال لغزش در تماس پولی/تسمه و افزایش حرارت بیشتر می شود. بنابراین پایداری برشی یکی از معیارهای مهم دوام سیال است.

آیا رنگ و بو معیار قابل اعتماد برای تشخیص سلامت سیال است؟

رنگ تیره و بوی سوختگی می تواند هشدار مهمی از حرارت بالا و اکسیداسیون باشد، اما به تنهایی برای تصمیم قطعی کافی نیست؛ چون برخی سیالات از ابتدا رنگ متفاوتی دارند و شرایط کارکرد هم روی رنگ تاثیر می گذارد. با این حال اگر تغییر رنگ سریع رخ دهد یا بوی سوختگی واضح باشد، بهتر است علت دمای بالا، لغزش یا مشکل خنک کاری بررسی شود و سرویس طبق دستورالعمل انجام گیرد.

چرا اختلاط دو سیال مختلف (حتی هر دو ATF) می تواند مشکل ساز شود؟

هر سیال گیربکس یک بسته افزودنی با هدف اصطکاکی و هیدرولیکی مشخص دارد. اختلاط می تواند ضرایب اصطکاک را از محدوده طراحی خارج کند و روی رفتار کلاچ ها یا کنترل پولی ها اثر بگذارد. همچنین ممکن است پایداری در برابر کف، اکسیداسیون یا سازگاری با آب بندها تغییر کند. بهترین کار این است که نوع سیال و استاندارد آن مشخص باشد و از ترکیب های تجربی پرهیز شود.

منابع:

SAE International – Automatic Transmission Fluid (ATF) Standards and Technical Resources
JASO – JASO M315: Automatic Transmission Fluids (ATF) Standard