انواع گیربکس های خودرو و مکانیزم آن ها

   
نام نویسنده:
|
دسته بندی:
|
یکی از اجزای خودرو گیربکس و یا جعبه دنده است که وظیفه آن تنظیم دور و گشتاور خودرو ، متناسب با شرایط مسیر ، می باشد . امروزه انواع مختلفی از گیربکس ها در صنعت اتومبیل سازی مورد استفاده قرار می گیرند . در این مطلب به معرفی چند نوع از گیربکس ها ( گیربکس های دستی ، گیربکس های اتوماتیک ، گیربکس های نیمه اتوماتیک ، گیربکس های دوکلاچه و گیربکس های دور متغیر ) ، مزیا ، معایب  و نحوه عملکرد این واحدها پرداخته شده است .

گیربکس های دستی

carz131

در این گیربکس ها نحوه انتخاب نسبت دنده به صورت دستی و با جا به جا کردن دسته دنده صورت می گیرد به این نحو که یک چرخ دنده آزاد با چرخ دنده ای دیگر درگیر می شود . گیربکس های دستی مدرن امروزی دارای 5 یا 6 دنده برای حرکت به سمت جلو ( و یک دنده برای حرکت به سمت عقب ) هستند . در این گیربکس ها رابط بین گیربکس و موتور یک نوع سیستم کلاچ می باشد که در صورت جدا شدن آن ( با فشار دادن یک پدال پایی و یا اهرم دستی ) جریان نیرو و یا گشتاور انتقالی موتور قطع می شود . هنگام درگیر شدن کلاچ ، نیروی موتور به یک محور ورودی انتقال می یابد که نسبت به مجموعه چرخ دنده های داخل گیربکس حرکت مستقلی دارد و می تواند سرعت گردشی مختلفی نیز داشته باشد .

انتخاب دنده

carz14

محور ورودی تنها یک چرخ دنده دارد که با یک چرخ دنده دیگر در محور ثانویه درگیر می شود . هنگامی که این چرخ دنده در حال گردش می باشد و کلاچ درگیر است ، اصطلاحا گفته می شود که گیربکس در حالت خلاص قرار دارد زیرا هیچ یک از چرخ دنده های محور اصلی با چرخ دنده های محور ثانویه درگیر نیست . زمانی که به طور مثال گیربکس در دنده یک قرار می گیرد ، سرعت چرخ دنده محور اصلی به واسطه یک مکانیزم هماهنگ کننده دور کاهش می یابد و این چرخ دنده روبروی یک چرخ دنده از محور ثانویه قرار می گیرد . در گیربکس های دستی این امکان وجود دارد که راننده با انتخاب نسبت دنده پایین تر سرعت خودرو را ثابت نگه دارد و یا افزایش دهد ، در چنین حالتی قدرت کم تری از موتور دریافت می شود .

مزایا :

- دوام بالا و دارای توانایی تحمل گشتاور زیاد

- قابل اطمینان 

- نگه داری و تعمیرات ساده و آسان

- کاربرد بهتر در مسیرهای صعب العبور ( آفرود )

- هزینه پایین تعمیرات

معایب :

- داشتن انرژی تلف شده به دلیل وجود تاخیر زمانی در فرآیند تعویض دنده

- کار با چنین گیربکس هایی برای راننده هایی که عادت به استفاده از گیربکس های اتوماتیک دارند ، چندان ساده نیست .

گیربکس های تمام اتوماتیک

carz15

در گیربکس های تمام اتوماتیک یک سیستم هیدرولیکی که وظیفه کلاچ و دسته دنده را بر عهده دارد، با استفاده از کامپیوتر خودرو ، به صورت الکترونیکی کنترل می شود . در خودروهایی که به چنین گیربکس هایی مجهز می باشند تمام آنچه راننده باید انجام دهد ، قرار دادن دسته دنده در حالت پارک (P) ، خلاص (N) و یا حرکت (D) می باشد .

انتخاب دنده

carz16

انتخاب دنده در گیربکس های اتوماتیک به شرایط مختلفی نظیر سرعت خودرو ، سرعت موتور ، شرایط مسیر و وضعیت سیستم های کمکی نظیر سیستم کنترل کشش ، سیستم کنترل پایداری ، کروز کنترل و مکانیزم ترمز خودکار بستگی دارد . در این سیستم ها در شرایط عادی یک مایع تحت فشار به طور خودکار از طریق کانال هایی خاص به یک مکانیزم کنترلی منتقل می شود و مجموعه ای از چرخ دنده های سیاره ای و کلاچ ها را حرکت می دهد . انرژی چرخشی در این نوع از گیربکس ها توسط یک مبدل گشتاور تولید می شود . مبدل گشتاور از دو قسمت گردان تشکیل شده است که به طور آزادانه گردش دارند ، این دو قسمت به موتور خودرو و محور ورودی گیربکس متصل هستند و نیروی خود را از این واحد ها دریافت می کنند . مایع موجود در مبدل گشتاور تحت تاثیر انرژی چرخشی موتور قرار دارد و به این طریق نیرو را به قسمت متصل به گیربکس منتقل می کند . در گیربکس های اتوماتیک نیروی برشی مایع سیال گشتاور را از موتور به گیربکس منتقل می سازد .

مزایا :

- کاربرد آسان

- راحت تر کردن تجربه رانندگی

- گیربکس های اتوماتیک مدرن از نظر صرفه جویی سوختی و راندمان با گیربکس های دستی برابری می کنند .

معایب :

- هزینه بالای نگه داری و تعمیرات در مقایسه با گیربکس های دستی

- داشتن عملکرد نامناسب در مسیرهای آفرود به دلیل عدم ایجاد ترمز موتوری

- داشتن انرژی تلف شده به دلیل بروز لغزش در مبدل گشتاور

- پیچیدگی و حساسیت زیاد نسبت به عوامل مختلف مرتبط و غیر مرتبط که می تواند عملکرد گیربکس را مختل کند .

گیربکس های نیمه اتوماتیک

carz17

این نوع از گیربکس ها تحت عنوان گیربکس های دستی اتوماتیک و گیربکس های بدون کلاچ نیز شناخته می شوند . گیربکس های نیمه اتوماتیک در واقع ترکیبی از گیربکس های دستی و گیربکس های تمام اتوماتیک می باشند . در خودروهایی که به چنین گیربکس هایی مجهز هستند ، تعویض دنده با استفاده از پدال هایی که در پشت فرمان قرار گرفته است ، صورت می گیرد . در این گیربکس ها عضوی مانند پدال کلاچ وجود ندارد و در واقع پردازشگرها ، سنسورها ، سیستم های پنوماتیک و فعال کننده ها تعویض دنده را انجام می دهند . اصول اپتدایی تعویض دنده مکانیکی این گیربکس ها به میزان زیادی در خودروهای تجاری مورد استفاده قرار گرفته است . گیربکس های نیمه اتوماتیک فرآیند تعویض دنده را با سرعت بسیار بالایی انجام می دهند . این گیربکس ها در طرح های مختلفی ساخته می شوند ولی در همه این طرح ها از میکرو پردازشگرها در کنار فعال کننده ها و سروو های الکتریکی ، به منظور کنترل فرآیند تعویض نسبت دنده های مکانیکی ، استفاده می شود . استفاده از گیربکس های نیمه اتوماتیک اپتدا تنها در ابر خودروها رایج بود اما با گذشت زمان و زیاد شدن تعداد سازندگان ، خودروهای رنج متوسط نیز به این گیربکس ها مجهز شدند .

carz18

گیربکس های دو کلاچه نوع دیگری از گیربکس های نیمه اتوماتیک هستند که در آن ها از دو کلاچ استفاده شده است . در چنین سیستم هایی یکی از کلاچ ها مسئولیت تعویض دنده های زوج و کلاچ دیگر مسئولیت تعویض دنده های فرد و دنده عقب را بر عهده دارد . چنین آرایشی باعث می شود که نیروی انتقالی موتور قطع نشود . در خودروهایی که به چنین گیربکس هایی مجهز هستند راننده تنها باید پدال های پشت فرمان را حرکت دهد .

مزایا :

- تعویض دنده نرم تر و ایجاد تجربه رانندگی راحت تر

- نداشتن انرژی تلف شده

معایب :

- هزینه بالای نگه داری و تعمیرات در مقایسه با گیربکس های دستی

- نداشتن عملکرد مناسب در مسیرهای آفرود به دلیل عدم ایجاد ترمز موتوری

- پیچیدگی و حساسیت زیاد نسبت به عوامل مختلف مرتبط و غیر مرتبط که می تواند عملکرد گیربکس را مختل کند .

گیربکس های متغیر پیوسته ( گیربکس های دور متغیر) (CVT)

carz190

برخلاف مدل های فوق در این گیربکس ها به جای استفاده از چرخ دنده ، به منظور ایجاد دور و سرعت های مختلف ، از تسمه های فلزی و یا چرمی که بر روی پولی های دارای قطر متغیر حرکت می کنند ، استفاده می شود . در این سیستم ها پولی ها نقش چرخ دنده های دارای قطر مختلف را ایفا می کنند به این نحو که به منظور ایجاد فشار بهینه در تسمه از یک پولی به منظور افزایش قطر موثر تسمه و از یک پولی دیگر به منظور کاهش قطر موثر تسمه استفاده می شود .

انتخاب دنده

carz191

در این سیستم ها یک پولی از موتور نیرو می گیرد و پولی دیگر به محور محرک متصل است ، از این رو نسبت دور های مختلفی ایجاد می شود . چنین مکانیزمی باعث می شود که این گیربکس ها همیشه بالاترین سرعت موثر را داشته باشند . در گیربکس های دور متغیر از سنسورهایی استفاده می شود که کنترل آن ها توسط میکرو پردازشگرها صورت می گیرد . این سنسورها میزان تغییرات بار را تعیین می کنند و با تنظیم موقعیت پولی ها سرعت بهینه عملیاتی موتور را ، بدون نیاز به دخالت راننده ، حفظ می کنند .

مزایا :

- ایجاد شتاپ ثابت و پیوسته در همه رنج های عملیاتی بهینه موتور

- ایجاد تجربه راحت رانندگی به دلیل نداشتن ضربه ناشی از تعویض دنده

- ارائه راندمان سوختی بهتر

- واکنش دهی سریع تر نسبت به تغییرات ایجاد شده در شرایط موتور نظیر تغییر موقعیت دریچه گاز و تغییر سرعت موتور

- نداشتن انرژی تلف شده به دلیل نداشتن مبدل گشتاور

معایب :

- نداشتن عملکرد مناسب در مسیرهای آفرود به دلیل توانایی محدود گیربکس در کنترل گشتاورموتور

- عدم ایجاد ترمز موتوری

می توانید برای پیگیری راحت تر اخبار به کانال تلگرام ما ملحق شوید .

اخبار مرتبط

دیگر اخبار نویسنده

ارسال نظر


شخصی سازی Close
شما در این صفحه قادر به شخصی سازی نمیباشید