گیربکس و کارکرد های ان

معرفی گیربکس و کارکردهای آن

با توجه به نیاز خودرو گشتاوری که توسط موتور تولید شده به چرخ ها منتقل می‌شود، کنترل و تنظیم این قدرت با گیربکس یا جعبه دنده انجام میشودگیربکس به راننده کمک میکند که بتواند در شرایط مختلف با سرعت مختلف خودرو را کنترل کنداهمیت این بخش در این است که هر موتوری قادر به تولید مقدار مشخصی قدرت و گشتاور است. از طریق گیربکس بدون افزایش دور موتور میتوان به سرعت دلخواه رسید. در کنار این وظیفه مهم، گیربکس وظایف دیگری را نیز با درجات اهمیت متفاوت انجام می دهد.

مانند:جلوگیری از سرعت های ناخواسته: با کمک گیربکس می توان خودرو را در شیب ها و شرایط جاده ای که احتمال خارج شدن سرعت از کنترل وجود دارد به طور کامل توسط راننده کنترل کرد.تنظیم جهت خودرو: با کمک گیربکس می توان جهت حرکت خودرو به جلو و عقب را کنترل کرد و به خودرو قدرت حرکت معکوس داد.کارکردن موتور بدون حرکت خودرو: گاهی لازم است موتور خودرو فعال باشد اما حرکتی صورت نگیرد. به کمک گیربکس می شود انتقال نیروی موتور به چرخ ها را متوقف کرد و این امکان را فراهم کرد.

اجزای گیربکس و نحوه عملکرد آن

گیربکس ها به همان اندازه مهم هستند که از قطعات زیادی تشکیل شده اند. مهمترین قسمت یک گیربکس چرخ دنده های آن است که با توجه به  نوع گیربکس در اشکال و مواد مختلفی استفاده می شود.در ساختمان گیربکس دنده های زیادی روی هم سوار می شوند و بسته به فعالیت هر کدام میزان قدرت و گشتاور انتقالی از موتور به چرخ ها مشخص می شود.

هر یک از دنده ها نشان دهنده یکی از دنده های روی دسته دنده (سرعت دنده) داخل کابین است. این دنده ها در انواع گیربکس ها ثابت است اما نوع و تعداد آنها متغیر است. اگر می‌خواهید درباره دنده‌های داخل جعبه دنده ایده بگیرید، دنده‌های مختلف یک دوچرخه دنده‌ای را تصور کنید که احتمالاً زیاد دیده‌اید. سایر اجزای سیستم انتقال خودرو که اهمیت کمتری دارند عبارتند از:

پوسته گیربکس

این قسمت از چدن ساخته شده و دنده ها، بلبرینگ گیربکس و محورها را در خود جای داده است.

شفت ورودی یا شفت کلاچ

این محور که به شفت کلاچ نیز معروف است، محور محرکه گیربکس محسوب می شود. این محور به طور یکپارچه به چرخ دنده در قسمت ورودی پوسته گیربکس متصل شده و از طریق کلاچ به موتور خودرو متصل می شود.

محور میانی یا محور پایین

این محور وظیفه انتقال گشتاور از محور محرکه به محور متحرک را بر عهده دارد. روی آن تعدادی چرخ دنده نصب شده که همان اکسل است. دنده اولیه این محور با چرخ دنده محور محرک درگیر شده و سرعت ورودی تولید شده توسط موتور را بدون تغییر مقدار آن به همان صورت به محور خروجی هدایت می کند. چرخ دنده های این شفت سایزهای مختلفی دارند.

محور خروجی یا محور اصلی

این محور که به وسیله چرخ دنده ها و یاتاقان ها به محور میانی متصل می شود، نیروی تبدیل شده در گیربکس را به محور محرک یا دیفرانسیل هدایت می کند. دنده های مختلفی روی این محور نصب می شود اما نه یک تکه. در واقع چرخ دنده های این محور که قطرهای متفاوتی دارند به کمک بلبرینگ می چرخند.این چرخ دنده ها با درگیر شدن چرخ دنده های شفت میانی حرکت میکنند

بلبرینگ گیربکس

این قطعه که به آن دنده هماهنگ کننده نیز می گویند در لایه داخلی دندانه دار ساخته شده و با لغزیدن به سمت چرخ دنده مورد نظر با آن قفل شده و باعث کارکرد آن می شود.

دسته دنده

این قسمت بیرونی ترین جزء سیستم گیربکس است. دسته دنده که در برخی خودروهای با گیربکس اتوماتیک به طور کامل حذف می شود، عموماً مسیر H شکل را برای تعویض دنده های مختلف در جعبه دنده طی می کند. کنترل این دسته اهرمی شکل ممکن است به صورت خودکار یا در دست راننده انجام شود.

آرزوی ماهک

فلایویل رابط بین اهرم دنده و فلایویل است و راننده در واقع با حرکت دادن دسته دنده فلایویل را به حرکت در می آورد. نحوه عملکرد این میله فلزی بر اساس نوع گیربکس متفاوت است. مکانیزم آن می تواند دستی، الکترونیکی، وکیوم و هیدرولیک باشد. امروزه بیشتر شاهد مکانیزم دستی و الکترونیکی هستیم. در حالت دستی با حرکت دست راننده حرکت می کند. در این حالت تعداد فلایویل ها نیز با تعداد دنده ها تغییر می کند. مثلاً در یک گیربکس 4 سرعته 3 چرخ فلایویل داریم. در مکانیزم الکترومغناطیسی حرکت چرخ طیار بر اساس روابط الکترومغناطیسی و اتصال آهنرباهای متصل به آنها با هسته ها و سیم پیچ های آهنی در جعبه دنده است.

ماهک

این یک قطعه فلزی منحنی است که به انتهای فلایویل متصل شده است. نیروی وارد شده به فلایویل توسط اهرم دنده به آن منتقل شده و باعث حرکت آن می شود. حرکت موتور نیز اسلایدر دنده را درگیر می کند و در نتیجه دنده مورد نظر فعال شده و سرعت خودرو تنظیم می شود. به تعداد فلایویل در گیربکس، فلایویل وجود دارد.

کشویی دنده

قسمتی است که از دو طرف شیار دارد و از یک طرف موتور در یکی از این شیارها قرار می گیرد و باعث حرکت آن می شود و از طرف دیگر در جعبه دنده برنجی قرار می گیرد و بلبرینگ قرار می گیرد. در شیار دیگر، و دنده انتخاب شده وارد مدار می شود. نوار لغزنده روی قطعه ای به نام توپ وجود دارد به جلو و عقب حرکت می کند.

چرخ دنده برنجی

برای درگیر شدن دنده های کشویی و یاتاقان های گیربکس و انجام این درگیری هرچه سریعتر و دقیق تر از چرخ دنده برنجی که بین این دو قسمت قرار می گیرد استفاده می شود. دنده برنجی که یک شی فلزی و حلقه ای است دور آن حالت دندانه ای دارد و به دلیل اصطکاک بیشتر با بلبرینگ با سرعت بیشتری با این قطعه قفل می شود. همچنین نیروهای دورانی و طولی اعمال شده به یاتاقان ها را کاهش می دهد.

کاسه نمدی یا عایق نشت

بلبرینگ ها و روغن داخل آن ها را از نفوذ ذرات گرد و غبار محافظت می کنند.

دنده های گیربکس

دنده ها مهم ترین و اصلی ترین قطعات گیربکس خودرو هستند و بدون آن ها گیربکس مفهوم و کاربرد خود را از دست می دهد. دنده ها که ابتدایی ترین قطعات مکانیکی در پوسته گیربکس هستند، هر کدام نشان دهنده یکی از دنده های خودرو هستند.

در واقع اگر خودرو دارای گیربکس 6 سرعته باشد، 6 جفت دنده متناسب با این سرعت ها در جعبه دنده نصب می شود. چرخ دنده ها حلقه های فلزی با دیواره های خارجی دندانه دار و قطرهای مختلف هستند که بر روی محورهای خود نصب می شوند. ارتباط بین این محورها از طریق درگیری دندانه های چرخ دنده ها برقرار می شود.

همچنین چرخ دنده ها با حرکت در جهت مخالف، انتقال گشتاور را کنترل می کنند. با اختلاف قطر چرخ دنده ها و در نتیجه ایجاد اختلاف در سرعت حرکت آنها بر روی محور، تغییر در گشتاور انتقالی از موتور به چرخ ها ایجاد می شود. به این ترتیب دنده ضخیم تر به دلیل وزن بیشتر سرعت کمتری دارد و بالعکس. این دنده ها وجه تمایز دنده های سبک و سنگین هستند. به این ترتیب نحوه چرخش و انتقال گشتاور منجر به سرعت و قدرت بیشتر در دنده های سنگین  و سرعت بیشتر و قدرت کمتر در دنده های سبک  می شود.

بنابراین دنده های ضخیم تر مربوط به دنده های اولیه و برای شروع حرکت و دنده های باریک تر مربوط به دنده های بالاتر است که در سرعت های بالاتر استفاده می شود.اما برای اینکه چرخ دنده ها با هم درگیر شوند باید اندازه چرخ دنده های آنها دو برابر باشد. البته لازم نیست قطر این چرخ دنده ها یکسان باشد. چرخ دنده ها دو نوع دندانه ساده و مارپیچی دارند. همچنین این قطعات مهم بر اساس جهت انتقال نیرو به سه دسته محور عمودی، محور موازی و محور افقی تقسیم می شوند.

انواع گیربکس

گیربکس ساده ترین شکل در اولین خودروی مدرن دنیا تولید بنز تنها در حالت دو سرعته مورد استفاده قرار گرفت و با پیشرفت علم مکانیک این سیستم نیز پیشرفت های زیادی کرد و به مرور به انواع آن افزوده شد. اکنون سه دسته اصلی گیربکس وجود دارد.

گیربکس های دستی

گیربکس های اتوماتیک

گیربکس های نیمه اتوماتیک

امروزه به طور کلی مردم با دو نوع گیربکس اتوماتیک و دستی آشنا هستند و تنها ذکر گیربکس دستی یا اتوماتیک برای بیان مشخصات فنی یک خودرو کافی است. همچنین اطلاعات در این زمینه به این صورت خلاصه می شود که درگیرکردن دنده ها برای حرکت و تعویض آن ها در مدل های گیربکس دستی مستلزم دخالت راننده و جابجایی دسته دنده توسط وی است، اما در مدل های اتوماتیک تعویض دنده ها به صورت خودکار توسط راننده انجام می شود. ماشین و بدون نیاز با دخالت نیروی خارجی انجام می شود.