گیربکس چیست ؟ هر آنچه در مورد گیربکس باید بدانید

هر خودرویی برای حرکت نیاز به یک عامل تولید کننده‌ نیرو و یک عامل انتقال دهنده‌ آن دارد. تولید کننده نیرو در آن موتور یا پیشرانه است. انتقال دهنده هم سیستمی متشکل از بخش‌های مختلف است که عمل انتقال نیرو را در کنار هم و به صورت پیوسته انجام می‌دهند. در حقیقت نیروی تولید شده توسط پیشرانه، باید توسط یک سیستم انتقال دهنده، به چرخ‌ها منتقل شود. سه بخش اصلی این سیستم انتقال دهنده شامل کلاچ، جعبه دنده و دیفرانسیل هستند که در میان آنها جعبه دنده از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. جعبه‌دنده را اصطلاحا گیربکس هم می‌گویند.

هر خودرویی برای حرکت نیاز به یک عامل تولید کننده‌ نیرو و یک عامل انتقال دهنده‌ آن دارد. تولید کننده نیرو در آن موتور یا پیشرانه است. انتقال دهنده هم سیستمی متشکل از بخش‌های مختلف است که عمل انتقال نیرو را در کنار هم و به صورت پیوسته انجام می‌دهند. در حقیقت نیروی تولید شده توسط پیشرانه، باید توسط یک سیستم انتقال دهنده، به چرخ‌ها منتقل شود. سه بخش اصلی این سیستم انتقال دهنده شامل کلاچ، جعبه دنده و دیفرانسیل هستند که در میان آنها جعبه دنده از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. جعبه‌دنده را اصطلاحا گیربکس هم می‌گویند.

گیربکس یا همان جعبه دنده خودرو، یکی از قطعات مهمی که حرکت خودرو بدون آن غیرممکن به نظر می‌رسد است. گیربکس میزان معینی از گشتاور تولیدی توسط قوای محرکه را از طریق کلاچ به چرخ‌ها منتقل کرده و جزئی از سیستم انتقال قدرت محسوب می‌شود.

گشتاور تولیدی توسط موتور باید متناسب با نیاز خودرو به چرخ ها منتقل شود. وظیفه‌ کنترل و تنظیم این قدرت با گیربکس یا جعبه دنده‌ خودرو است. درواقع گیربکس به راننده اجازه می دهد تا خودرو را با سرعت‌های مختلف در شرایط متفاوت کنترل کند. اهمیت این بخش از این جهت است که هر موتوری قادر به تولید میزان مشخصی از توان و گشتاور است. اما از طریق گیربکس می‌توان بدون بالا بردن دور موتور و گشتاور، به سرعت دلخواه رسید. گیربکس در کنار این وظیفه‌ مهم کارهای دیگری با درجه اهمیت متفاوت نیز انجام می‌دهد. مانند:

1-پیشگیری از سرعت‌های ناخواسته : به کمک گیربکس می‌توان خودرو را در سراشیبی‌ها و شرایط جاده‌ای که احتمال خروج سرعت از کنترل وجود دارد، اتومبیل را به صورت کامل در اختیار راننده قرار داد.

2- تنظیم جهت حرکت خودرو : به کمک گیربکس می‌توان جهت حرکت خودرو را به جلو و عقب کنترل کرد و به خودرو قدرت حرکت معکوس داد.

3- کار کردن موتور بدون حرکت خودرو: گاهی لازم است که موتور خودرو فعال باشد اما حرکتی صورت نگیرد. به کمک گیربکس می‌توان انتقال نیروی موتور به چرخ‌ها را متوقف و این امکان را فراهم کرد.

نحوه کار گیربکس

چرخ دنده ها با یک سیستم روکش هماهنگ کننده، کاور شده هستند. یک توپی به شفت متصل شده است. یک چرخ دنده نیز روی توپی قرار می گیرد که نام آن کشویی است.

زمانی که کشویی روی توپی و کاور هماهنگ کننده قرار می گیرد. توپی و کاور با هم می چرخند. برای کمک به یکسان کردن سرعت کاور چرخ دنده و شفت از یک دنده برنجی استفاده می شود.

دنده برنجی برای چرخش همراه توپی آزاد است. اما به صورت افقی هم جای لغزش دارد.

قبل از حرکت کشویی ، پدال کلاچ گرفته شده و انتقال قدرت به چرخ دنده قطع می شود. وقتی کشویی را حرکت می دهیم، کشویی دنده برنجی را به چرخ دنده فشار می دهد.

با توجه به اصطحکاک زیاد بین دنده برنجی و چرخ دنده، سرعت چرخ دنده با سرعت شفت برابر خواهد شد. حال کشویی می تواند به روی چرخ دنده حرکت کند تا چرخ دنده و کشویی قفل شوند.

با این روش سرعت چرخش چرخ دنده به نرمی با شفت هماهنگ می شود. و همچنین برای تعویض دنده در دنده های دیگر نیز می توان از آن استفاده کرد.

عملکرد گیربکس در دنده عقب

در دنده عقب از سه چرخ دنده ی ورودی و خروجی و خنثی استفاد شده است. چرخ دنده ی هرزگرد یا همان خنثی وظیفه ی تغییر جهت دوران دنده ی عقب را دارد. وقتی این چرخ دنده تحت فشار قرار گیرد و متصل شود. شفت خروجی بر خلاف جهت شفت وردوی گیربکس خودرو می چرخد.

بهتر است بدانید دنده عقب کاور هماهنگ کننده برای تعویض نرم در حال حرکت ندارد. و به این معنی است که زمانی که با خودرو در حال حرکت هستید نمی توانید دنده را در حالت عقب قرار دهید. و حتما نیاز است که ماشین را کاملا نگه دارید. و بعد دنده را به عقب تغییر دهید. و اگر این نکته را رعایت نکنید. چیزی جز تولید صداهای ناهنجار و گوش‌خراش حاصل نمی شود.

نحوه کار گیربکس‌های دنده دستی بدین صورت است که شما در ابتدا پای خود را برای کلاچ فشار داده و سپس دنده مورد نظر خود در گیربکس را انتخاب می‌کنید. پس از انتخاب دنده مناسب و قرار دادن اهرم دنده در جای خود پا را به آرامی از روی کلاچ برداشته و با فشردن پدال گاز بدون وارد شدن فشار به موتور به سرعت مورد نظر خود دست می‌یابید. با این کار موتور خودرو دوری بیشتر از حد توان خود تحمل نکرده و خودرو نیز با سرعت بیشتری حرکت می‌کند. انتخاب دنده کاملاً به سرعت حرکت خودرو بستگی داشته و یک راننده حرفه‌ای کاملاً آگاه است که در چه سرعتی چه دنده‌ای را انتخاب کند.

نکته کلیدی در انتخاب دنده مناسب آن است که شما بدانید در چه محدوده‌ای از دور موتور، موتور خودرو بیشترین نیروی گشتاور را تولید می‌کند. قرار گرفتن موتور خودرو در این محدوده به شما مجوز تعویض دنده را می‌دهد.

گفته می‌شود دور موتور ۳ تا ۴ هزار بهترین محدوده برای تعویض دنده است. البته به‌طور ‌قطع هنگام قرار گرفتن خودرو در سربالایی‌ها این محدوده تغییر کرده و افزایش می‌یابد.

استفاده از این نوع گیربکس‌ها راحت‌تر و ساده‌تر است و نیاز به مهارت بالایی در رانندگی برای تعویض دنده‌های به موقع و درگیر کردن کلاچ ندارند. برای استفاده از آن‌ها قرار دادن دنده در حالت رانندگی و فشردن پدال گاز کافی است تا خودرو به حرکت درآید. در این سیستم که از پیچیدگی‌های فراوانی برخوردار است، پدال کلاچ حذف می‌شود و دنده‌ صحیح و مناسب توسط خودرو برای راننده انتخاب می‌شود. امروزه انواع مختلفی از گیربکس‌های خودکار در صنعت خودروسازی توسط کمپانی‌های متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرد. عمده‌ آن‌ها عبارتند از:

1-2- گیربکس‌ های خودکار سیاره‌ای (AT)

متداول‌ترین گیربکس‌های خودکار در صنعت خودروسازی هستند و از چرخ‌ دنده‌های خورشیدی سیاره‌ای برای انتقال قدرت استفاده می‌کنند. کلاچ خودکار آن‌ها هیدرولیکی است با یک سیستم کنترلی مجزا. پیشتر این گیربکس‌ها ۳ یا نهایتا ۴ سرعته ساخته می‌شدند، ولی با پیشرفت صنعت مکانیک، اکنون گیربکس‌های AT با ۹ سرعت نیز تولید می‌شوند. البته که از آن‌ها در خودروهای پیشرفته و لوکس یا اسپرت استفاده می‌شود.
2-2- گیربکس‌ های AMT

این گیربکس‌ها براساس جعبه دنده‌های دستی طراحی شده‌اند و عمل کلاچ‌گیری و تعویض دنده در آن‌ها از طریق قطعات الکترومکانیکی که روی آن‌ها نصب شده است انجام می‌شود. این نوع گیربکس‌ها که سیستم ساده‌تری دارن در قطعات و اجزا با گیربکس‌های دستی مشترک هستند، به همین دلیل هزینه‌ ساخت و نگهداری آن‌ها کمتر است. برای تغییر گیربکس خودرو از نوع دستی به نوع اتوماتیک از جعبه دنده‌های AMT استفاده می‌شود.

3-2- گیربکس‌ های پیوسته‌ متغیر یا CVT

از عمر استفاده‌ این گیربکس‌ها چندان نمی‌گذرد اما همین زمان تقریبا کوتاه کافی بوده تا به یکی از محبوب‌ترین گیربکس‌های خودکار در صنعت خودروسازی تبدیل شود. در این نوع جعبه دنده، تعویض دنده‌ها به صورت پیوسته انجام می‌شود و فاصله‌ای که منجر به افت توان و شتاب شود در بین تعویض دنده‌ها احساس نمی‌شود.

قطعات آن‌ها متفاوت از قطعات معمول مورد استفاده در دیگر گیربکس‌ها است و انتقال قدرت در آن‌ها توسط دو قطعه‌ مخروطی شکل به نام پولی و تسمه‌ای پلیمری یا فلزی که این دو مخروط را به هم متصل می‌کند صورت می‌گیرد. این دو مخروط هر یک دارای محورهای مجزایی هستند که حول آن‌ها حرکت دورانی دارند. تغییر سرعت حرکت نسبی آن‌ها سبب تغییر سرعت گشتاور و در نتیجه تغییر دنده می‌شود.

4-2- گیربکس‌های DCT یا دو کلاچه

جدیدترین فناوری‌های مکانیکی در این نوع جعبه دنده‌ها به کار گرفته شده است. ساختار آن‌ها شبیه به گیربکس‌های دستی معمولی است اما با استفاده از دو جعبه دنده‌ مستقل که هر یک به سیستم کلاچ جداگانه‌ مستقل خود مرتبط هستند. دنده‌های زوج و فرد به صورت جداگانه بر روی این دو گیربکس‌ مجزا تعبیه شده‌اند.

هر دو جعبه دنده در این سیستم با یک واحد پردازنده‌ گیربکس در ارتباط هستند و کنترل سیستم کلاچ‌گیری توسط این واحد صورت می‌گیرد. تغییر دنده و سرعت نیز با قطعات الکترومکانیکی متصل به محورهای جعبه دنده‌ها انجام می‌شود. این جعبه دنده‌ها که به صورت تمام اتوماتیک فعالیت دارند امکان تعویض دنده‌ دستی را نیز به راننده می‌دهند. این نوع گیربکس‌ها که معمولا به صورت پنج و شش سرعته تولید می‌شوند در خودروهای لوکس به کار می‌روند و استفاده از مدل هفت سرعته‌ آن‌ها نیز به تازگی در خودروها اسپرت و مسابقه‌ای رواج یافته است.