گیربکس چیست؟ هر آنچه درباره جعبه دنده باید بدانید - وبلاگ تمبوک

به گزارش وبلاگ تمبوک، گیربکس چیست؟ حرکت یک خودرو به عوامل زیادی بستگی دارد. برای حرکت، منبع نیرو و عامل انتقال دهنده نیاز است. می توان گفت از جمله وظایف گیربکس است که توان مکانیکی را از یک منبع تولید نیرو بگیرد و به مصرف کننده انتقال دهد. گیربکس یا همان جعبه دنده به طور معمول 4 یا 5 دنده برای حرکت به جلو و یک دنده برای حرکت به عقب دارد. البته در خودروهای نسل نو گیربکس های 6 و 7 سرعته دستی و اتوماتیک هم استفاده می شود. در این مقاله قصد داریم راجع به انواع، اجزا و قطعات گیربکس بیشتر بدانیم.

گیربکس چیست و چه وظایفی دارد؟

همان طور که گفته شد، گیربکس نیروی مکانیکی را با سرعت ها و گشتاورهای لازم سیستم را به مصرف کننده منتقل می کند. این سیستم انتقال دهنده 3 بخش اساسی دارد که شامل جعبه دنده، کلاچ و دیفرانسیل می باشد. مهم ترین بخش، جعبه دنده یا همان کلاچ است. این گیربکس است که وظیفه دارد قدرت خودرو را کنترل و تنظیم کند. هر اتومبیلی با توان و گشتاور متفاوتی قادر به تولید نیرو است، ولی بدون نیاز به افزایش دور موتور و گشتاور می توان به سرعت موردنیاز رسید.

از جمله مهم ترین وظایف گیربکس را می توان ایجاد و تعادل بین سرعت و نیرو ذکر کرد، ولی تنها وظیفه اش این نیست. گیربکس باید قادر باشد در سربالایی ها نیروی لازم و مناسب اتومبیل را تأمین کند و از سوی دیگر در راستاهای بدون شیب و هموار مانند بزرگ راه ها سرعت زیادی را فراهم کند. بدون انتخاب دنده مناسب در شرایط متفاوت در گیربکس، چنین فرایندی امکان پذیر نیست.

اجزا و قطعات گیربکس و چگونگی عملکرد آنها

جعبه دنده ها متشکل از قطعات متعددی است. اصلی ترین قسمت آنها چرخ دنده ها است که شکل و جنس آن بستگی به نوع گیربکس فرق دارد. گیربکس از تعداد زیادی چرخ دنده تشکیل شده که هرکدام نشانگر دنده های روی دسته دنده در کابین خودرو است. چرخ دنده ها در همه انواع گیربکس وجود دارد، با این تفاوت که جنس و تعداد آنها متغیر است.

برای داشتن تصویر درستی از چرخ دنده ها، به چرخ دنده های یک دوچرخه دنده ای توجه کنید. از اجزا و قطعات گیربکس به پوسته گیربکس باید اشاره نمود که از جنس چدن ریخته گری است و یاتاقان های جعبه دنده، چرخ دنده ها و محورها را در خود جا داده است. محور کلاچ یا همان شافت ورودی محور محرک گیربکس به شمار میرود که به طور یکپارچه به یک چرخ دنده در قسمت ورودی پوسته گیربکس وصل است و به وسیله کلاچ به موتور خودرو مرتبط است. محور زیر، معروف به شافت واسط، کار انتقال گشتاور از محور محرک به محور متحرک را انجام می دهد. روی شافت واسط چند تا چرخ دنده واقع شده است که با محور یکپارچه است. مقدار این چرخ دنده ها فرق دارد. اولین چرخ دنده این محور با چرخ دنده محور محرک درگیر است و سرعت تولیدشده به وسیله موتور را بدون تغییر به شافت خروجی هدایت می کند.

چرخ دنده های گیربکس

در ادامه به بررسی اجزای چرخ دنده های گیربکس می پردازیم:

محور اصلی یا شافت خروجی

1. محور اصلی یا شافت خروجی

محور اصلی وظیفه دارد نیروی تبدیل شده در گیربکس را که به واسطه چرخ دنده ها و یاتاقان ها با شافت واسط مرتبط است، به سوی میل گاردان یا دیفرانسیل هدایت کند. این محور نیز چرخ دنده های متعددی دارد که برخلاف شافت واسط به طور یکپارچه نیست.

قطر این چرخ دنده ها فرق دارد و به کمک یاتاقان ها روی آن حرکت دورانی دارد. این چرخ دنده ها با چرخ دنده های شافت واسط درگیر است و این گونه امکان حرکت پیدا می کند.

جدیدترین آگهی های خودرو

یاتاقان یا بیرینگ گیربکس

2. یاتاقان یا بیرینگ گیربکس

این قطعه معروف به چرخ دنده هماهنگ کننده است که در لایه داخلی دندانه دار ساخته شده است. یاتاقان به سمت چرخ دنده موردنظر به حالت کشویی حرکت می کند و با آن چفت می گردد و باعث حرکتش می گردد.

دسته دنده

3. دسته دنده

بیرونی ترین بخش سیستم گیربکس دسته دنده است. هدایت و کنترل دسته دنده که اهرمی است، ممکن است دستی و یا اتوماتیک صورت گیرد. دسته دنده معمولاً راستا H شکل را برای عوض کردن دنده در گیربکس طی می کند که البته در بعضی از اتومبیل ها با گیربکس اتوماتیک حذف شده است.

میل ماهک

4. میل ماهک

میل ماهک یک میله فلزی است که رابط بین ماهک و دسته دنده است. وقتی دسته دنده را حرکت می دهیم، در واقع میل ماهک را حرکت داده ایم. عملکرد این قطعه بر اساس نوع گیربکس فرق دارد. کارکرد آن می تواند دستی، خلائی، الکترونیکی و یا هیدرولیکی باشد. در حال حاضر بیشتر مکانیزم دستی و الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد.

حرکت در حالت دستی به کمک راننده صورت می گیرد. تعداد میل ماهک با شمار دنده ها متغیر است؛ مثلاً در گیربکس 4 سرعته 3 عدد میل ماهک وجود دارد. در مکانیزم الکترونیکی با روابط الکترومغناطیسی و همچنین آهن رباهای وصل شده به آنها با هسته های آهنی و سیم پیچ های داخل جعبه دنده حرکت میل ماهک موجب می گردد.

ماهک

5. ماهک

ماهک قطعه فلزی و خمیده متصل به انتهای میل ماهک است. به ازای هر میل ماهک یک ماهک در جعبه دنده وجود دارد. حرکت ماهک وابسته به حرکت میل ماهک است که به وسیله دسته دنده ایجاد می گردد. با حرکت ماهک کشویی دنده درگیر شده و چرخ دنده موردنظر حرکت می کند و در نتیجه سرعت خودرو تنظیم می گردد.

کشویی دنده

6. کشویی دنده

این قطعه بر روی قطعه ای به نام توپی رفت و برگشت می کند. کشویی در دو طرف خود شیار دارد که یک طرف آن ماهک قرار می گیرد و باعث حرکت کشویی می گردد و از سمت دیگر با جعبه دنده برنجی و یاتاقان درگیر شده و دنده انتخابی را وارد مدار می کند.

دنده برنجی

جدیدترین آگهی های خودرو

7. دنده برنجی

هماهنگ کردن دور بین دو دنده وظیفه دنده برنجی است. از دنده برنجی برای درگیرکردن یاتاقان های گیربکس و دنده های کشویی و دقیق تر و سریع تر انجام دادن این درگیری استفاده می گردد. دنده برنجی قطعه ای فلزی و حلقه ای دندانه دار است که به علت اصطکاک زیاد با یاتاقان با سرعت زیادی با آن چفت می گردد. دنده برنجی نیروهای دورانی و طولی واردشده به یاتاقان ها را می کاهد.

کاسه نمدی یا عایق نشت

8. کاسه نمدی یا عایق نشت

این قطعه از نفوذ ذرات گرد و غبار به یاتاقان ها و روغن داخل آنها حفاظت می کند.

9. چرخ دنده های گیربکس

گیربکس بدون چرخ دنده معنایی ندارد و اصلاً کار نمی کند. این قطعات در پوسته جعبه دنده واقع است و به ازای هر دنده، چرخ دنده در گیربکس تعبیه شده است؛ مثلاً اگر اتومبیلی گیربکس 5 سرعته داشته باشد، 5 جفت چرخ دنده برای هر سرعت در جعبه دنده وجود خواهد داشت. چرخ دنده ها حلقه های فلزی دندانه دار با قطرهای فرق دارد که بر محورهای خود سوارند و با درگیری دندانه های این چرخ دنده ها، محورها ارتباط برقرار می کند. با حرکت خلاف جهت چرخ دنده ها انتقال گشتاور کنترل می گردد. چرخ دنده های قطور به واسطه وزن بالاتر سرعت کمتری نسبت به بقیه دارد.

تفاوت بین دنده سنگین و سبک به همین چرخ دنده ها مربوط است. چرخ دنده ها دو نوع هستند. یک نوع آن ها دندانه ساده و دیگری مارپیچ است. همچنین برای درگیرشدن چرخ دنده ها لازم نیست قطر آنها یکی باشد، ولی قطعاً مقدار آنها باید دوبه دو برابر باشد. چرخ دنده ها خود به 3 دسته افقی محور، عمودی محور و موازی محور تقسیم می گردد.

انواع گیربکس

گیربکس های اولیه در اتومبیل های مدرن فقط دو سرعته بود که کمپانی بنز آنها را تولید کرده بود. این سیستم با پیشرفت علم مکانیک دست خوش تغییرات زیادی شد. گیربکس ها به دو دسته اتوماتیک و دستی تقسیم می گردد و این روزها جعبه دنده های اتوماتیک محبوب تر است.

در ادامه قصد داریم به 3 دسته از پرکاربردترین جعبه دنده ها که گیربکس دستی، اتوماتیک و نیمه اتوماتیک است، بپردازیم.

گیربکس دستی

1. گیربکس دستی

همان طور که می دانید در گیربکس دستی کنترل دست راننده است. این کار با درگیری کلاچ با موتور که با فشرده شدن پدال و همچنین تعویض دنده به وسیله دسته دنده صورت می گیرد. با وجود اینکه استفاده از این نوع گیربکس آزاردهنده و خستگی برای راننده دارد، اما افراد زیادی گیربکس دستی را ترجیح می دهند. جعبه دنده های دستی دو دسته است که از مدل قدیمی تر اکنون فقط در موتورسیکلت ها استفاده می گردد. گیربکس های دستی معمولاً 4، 5 و به ندرت 6 سرعته است.

2. گیربکس های ترتیبی (غیر سنکرونیزه)

تعویض دنده در این نوع گیربکس به طور ترتیبی و پشت سر هم باید انجام گردد و نمی توان مثلاً از دنده 2 به 4 تغییر داد. افزایش و کاهش سرعت در این نوع گیربکس زمان بر و مشکل بود.

3. گیربکس های غیر ترتیبی (سنکرونیزه)

برخلاف مدل قبلی در این نوع گیربکس امکان جهش دنده در سرعت زیادتر وجود دارد. مثلاً بدون نیاز به رعایت ترتیب می توان دنده را از 2 به 4 تغییر دارد.

گیربکس های اتوماتیک

گیربکس های اتوماتیک

در گیربکس اتوماتیک تنظیم سرعت با دور موتور بر عهده خودرو است و دیگر دردسرهای کلاچ گرفتن و تعویض دنده وجود ندارد. در خودروهای دنده اتوماتیک معمولاً 4 حالت R, N, D و P وجود دارد. P برای ایست کامل است: یعنی وقتی خودرو را پارک کردید، دنده باید در حالت P قرار بگیرد. R یا (Reverse) دنده عقب است.

اگر دنده در حالت D باشد و راننده پای خود را از رو پدال ترمز بردارد، اتومبیل حرکت خواهد کرد. N دنده خلاص است و برای زمانی که پشت چراغ قرمز ایستاده اید، استفاده می گردد. امروزه در صنعت اتومبیل سازی از انواع مختلف گیربکس اتوماتیک استفاده می گردد که عمده آن ها به عبارت زیر است:

1. گیربکس های اتوماتیک سیاره ای (AT)

این نوع گیربکس از متداول ترین انواع گیربکس در خودروسازی است که برای انتقال نیرو از چرخ دنده های خورشیدی سیاره ای استفاده می گردد. کلاچ اتوماتیک آن هیدرولیکی است و سیستم کنترلی جداگانه دارد. قبلاً این نوع گیربکس ها به صورت 3 یا 4 سرعته تولید می شد، اما امروزه خودروهای لوکس یا اسپرت با گیربکس AT با 9 سرعت هم ساخته می گردد.

2. گیربکس های AMT

این گیربکس همان گیربکس دستی است که با راه حل میان بر یعنی تغییر آن به جعبه دنده AMT به اتوماتیک تبدیل شده است. این مدل گیربکس مزایای دستی را به همراه راحتی اتوماتیک دارد. علاوه بر آن، دردسرهای تعویض دنده را مانند گیربکس دستی ندارد. از طرف دیگر هزینه های زیاد سیستم اتوماتیک را هم ندارد.

3. گیربکس های پیوسته متغیر یا CVT

این نوع گیربکس محبوبیت زیادی در خودروسازی دارد. تعویض دنده در این نوع گیربکس به طور پیوسته انجام می گردد و فاصله بین تعویض دنده ها اصلاً احساس نمی گردد. در جعبه دنده CVT خبری از چرخ دنده، سیاره ای و … نیست، به جای آن ها از دو پولی ورودی (محرک) و پولی خروجی (متحرک) و یک تسمه پلیمری و یا فلزی برای انتقال قدرت استفاده شده است. اساس کار بر مبنای آن دو پولی مخروطی شکل شیب دار با یک تسمه رابط است که محورهای جداگانه دارد و دور آنها به طور دورانی حرکت می کند.

از مزیت های این گیربکس می توان به کاهش مصرف سوخت تا 18 درصد به نسبت جعبه دنده های اتوماتیک معمولی، انتقال قدرت بی وقفه به موتور، کارایی دینامیکی زیاد، شتاب گیری خوب، کارکرد بهینه دور موتور به طور دائم اشاره نمود.

4. گیربکس های دو کلاچه یا DCT

این نوع جعبه دنده ها را نیمه اتوماتیک می نامند. شبیه به جعبه دنده دستی است، با این تفاوت که دو گیربکس مستقل است که هرکدام به کلاچ جداگانه خود مرتبط است. برای قطع و وصل نیرو از دو محور چرخ دنده های فرد و زوج استفاده شده است که چرخ دنده های زوج روی یک محور مستقل با یک کلاچ مجزا و چرخ دنده های فرد بر روی محوری دیگر با کلاچ جداگانه در یک مجموعه قرار می گیرد.

این نوع گیربکس در حالت تمام اتوماتیک کار می کند که تعویض دنده دستی را هم برای راننده امکان پذیر می کند. از این نوع گیربکس که در دو نوع 5 و 6 سرعته است در خودروهای لوکس و اسپرت استفاده می گردد و به تازگی مدل 7 سرعته آن در اتومبیل های اسپرت و مسابقه ای به کار می رود.

5. گیربکس های نیمه اتوماتیک

نام دیگر این مدل گیربکس منوتیک است که تعویض دنده بسیار راحت تر از نوع دستی و بهتر از مدل اتوماتیک است. در جعبه دنده نیمه اتوماتیک تعویض دنده به طور اتوماتیک انجام می پذیرد؛ ولی درعین حال راننده می تواند دنده ها را کم و زیاد کند. این جعبه دنده ها انواع مختلفی دارد که اتومبیل سازان آنها را ابداع کرده اند. معمول ترین آنها به این شرح است:

1 ـ 5. گیربکس های تیپ ترونیک

این گیربکس تکنولوژی انحصاری کمپانی پورشه به شمار میرود، چون ابداع مهندسان این شرکت است. خودروسازانی مانند آئودی و فولکس واگن امتیاز استفاده از آن را از پورشه خریداری کرده اند. راننده امکان تعویض دنده قبل از فعالیت سیستم اتوماتیک را دارد: یعنی در صورت داشتن فاصله زیاد تعویض دنده به وسیله کامپیوتر، راننده می تواند کنترل تعویض دنده را خود انجام دهد. همچنین امکان دنده معکوس هم به راننده داده می گردد. به طور عمده این جعبه دنده در دو گروه 5 و 6 سرعته تولید می گردد.

2 ـ 5. گیربکس های ترونیک S

در مدل قبلی برای تعویض دنده راننده باید حالت دستی را فعال کند، ولی در این مدل گیربکس بدون نیاز به فعال سازی حالت دستی، راننده قادر است دنده را عوض کند و اگر دوباره دخالتی صورت ندهد، سیستم دوباره به حالت اتوماتیک برمی گردد. این نوع گیربکس به طور انحصاری در اختیار شرکت آئودی است.

3 ـ 5. گیربکس های شیفت ترونیک

این نوع، نوع خاصی از جعبه دنده نیست، بلکه به عنوان یک تکنولوژی برای عوض کردن دنده ها مورد استفاده قرار می گیرد. عملکرد این مدل شبیه به تیپ ترونیک است که کمپانی اتومبیل سازی هیوندای از این مدل در محصولات خود استفاده می کند.

خرید و فروش لوازم جانبی و قطعات یدکی خودرو

اگر مطالعه این مطلب برایتان مفید بوده است و قصد دارید اطلاعات بیشتری درباره خودرو کسب کنید، پیشنهاد می کنیم که مطلب ساسات چیست و ایربگ چیست را هم مطالعه کنید.

جدیدترین آگهی های خودرو

منبع: بلاگ دیوار