گیربکس اتومات
خودرو هایی با گیربکس اتومات یا اصطلاحا دنده اتومات دو تفاوت مهم نسبت به خودرو های دنده دستی هستند : اول اینکه این خودرو ها پدال کلاچ ندارند و دیگری این که تعویض دنده به صورت دستی معنایی ندارد و فقط کافیست دنده را در حالت حرکت قرار دهید تا همه چیز به صورت خودکار انجام شود.
جعبه‌دنده‌های خودکار (به همراه مبدل گشتاور) و جعبه‌دنده‌های دستی (به همراه کلاچ) هر دو یک نتیجه را حاصل میکنند، اما این کار را به دو روش کاملا متفاوت انجام می‌دهند. در این میان نحوه ی عملکرد جعبه‌دنده‌های خودکار بسیار شگفت‌انگیز است.
گیربکس اتومات یکی از بزرگترین اختراعات در صنعت خودرو دنیا است و به علت داشتن ایمنی و امنیت بالایی که دارد میتوان گفت که گیربکس اتومات نه تنها محبوب رانندگان حرفه ای است بلکه کسانی که خیلی توانایی رانندگی ندارند هم ان را میپسندند.
هدف از ساختن گیربکس اتومات
وظیفه اصلی جعبه دنده اتومات مثل وظیفه جعبه دنده دستی است یعنی وظیفه آن تولید بازه ی وسیعی از سرعت و گشتاور با وجود بازه ی کوچک سرعت و گشتاور تولیدی توسط پیشرانه است یا میتوان گفت هر پیشرانه بازه ی محدودی از سرعت و گشتاور را تولید میکند که جعبه دنده با کمک چرخ دنده ها یا سیستم های مشابه این بازه را وسیع تر میکند.
گیربکس خودرو ها به یک نسبت دنده محدود میشوند و این نسبت دنده باید به گونه یا باشد که به خودرو اجازه دهد با حداکثر سرعت حرکت کند.اگر میخواهید سرعت خودرو شما حداکثر 128 کیلومتر در ساعت باشد باید نسبت دنده مشابه دنده 3 در جعبهخ دنده باشد.
شاید هیچ‌وقت تا به حال با یک خودروی مجهز به جعبه‌دنده‌ی دستی، تنها با دنده‌ی ۳ رانندگی نکرده‌اید. اگر این کار را کرده باشید بلافاصله متوجه شده‌اید که در آغاز حرکت تقریبا هیچ شتابی ندارید و در حداکثر سرعت، پیشرانه‌ی شما در محدوده‌ی قرمز رنگ دور موتور در حال فریاد کشیدن است. خودرویی در این شرایط به سرعت خراب شده و تقریبا غیرقابل استفاده خواهد شد.
بنابراین سیستم انتقال قدرت از چرخدنده برای استفاده‌ی هرچه مفیدتر از گشتاور پیشرانه و حفظ سرعت آن در یک بازه‌ی مناسب استفاده میکند. در هنگام کشیدن یا حمل بارهای سنگین، سیستم انتقال قدرت خودرو می‌تواند به‌حدی داغ شود که به راحتی روغن جعبه‌دنده را بسوزاند. برای جلوگیری از این مشکل راننده‌هایی که شغلشان کشیدن یا حمل‌ونقل بارهای سنگین است باید از خودروهای مجهز به خنک‌کننده‌ی سیستم انتقال قدرت استفاده کنند.
تفاوت کلیدی جعبه‌دنده‌های دستی و خودکار در این است که در جعبه‌دنده‌ی دستی برای دستیابی به نسبت دنده‌های مختلف، مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌های متفاوتی به محور خروجی پیشرانه قفل میشوند. این در حالی است که در جعبه‌دنده‌ی خودکار تمام نسبت دنده‌های مختلف تنها با مجموعه‌ای از چرخ‌دنده‌ها حاصل میشود. این کار با استفاده از مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای امکان‌پذیر شده است.
نسبت دنده
در سیستم‌های مکانیکی از چرخ‌دنده‌ها برای تغییر سرعت یا جهت دوران شفت‌ها استفاده میشود. برای این منظور حداقل دو چرخدنده که دندانه‌هایشان با یکدیگر درگیرند روی شفت‌های ورودی و خروجی نصب میشوند. نسب دنده به‌طور ساده نسبت تعداد دور چرخش چرخ‌دنده‌ی محرک به تعداد دور چرخش چرخ‌دنده‌ی متحرک است.
واشر سرسیلندر ، انواع واشر سرسیلندر و دلایل اصلی سوختن واشرسرسیلندر مطالبی هستند که ممکن است مفید باشد.
چرخ دنده سیاره ای
تصور کنید میخواهید نسبت دنده‌ی ۶:۱ را در شفت خروجی تولید کنید و این شفت هم جهت با شفت ورودی دوران کند. یک راه‌حل استفاده از مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌ای سه‌تایی است که تصویر آن در زیر نشان داده شده است. در این تصویر قطر چرخ‌دنده‌ی آبی ۶ برابر قطر چرخ‌دنده‌ی زرد رنگ است و در نتیجه نسبت دنده‌ی ۶:۱ را ایجاد میکند. اندازه‌ی چرخ‌دنده‌ی قرمز اهمیتی ندارد چراکه این قطعه تنها وظیفه‌ی معکوس کردن جهت دوران را بر عهده دارد و در نتیجه چرخ‌دنده‌های آبی و زرد در یک جهت چرخش میکنند. با اینکه تمام نیازهای مسئله رفع شده است، اما همان‌طور که در تصویر مشخص است، شفت‌های چرخ‌دنده‌های آبی و زرد هم‌محور نیستند و در عوض موازی یکدیگرند. حال سؤال این است که اگر لازم باشد شفت ورودی و خروجی هم‌محور باشند، در این حالت از چه سیستمی برای پاسخ‌گویی به شرایط مسئله استفاده کنیم؟ پاسخ استفاده از چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای است.
در تصویر بالا، چرخ‌دنده‌ی زرد رنگ (چرخ‌دنده‌ی خورشیدی) به‌طور هم‌زمان با سه چرخ‌دنده‌ی قرمز رنگ (چرخ‌دنده‌های سیاره) درگیر است و این چرخ‌دنده‌ها به یک صفحه به نام حامل چسبیده‌اند. چرخ‌دنده‌های سیاره به بخش داخلی قسمت آبی رنگ (چرخ‌دنده‌ی داخلی یا رینگی) تماس دارند. به دلیل وجود این حالت خاص از چیدمان چرخ‌دنده‌ها، این مجموعه به‌شدت سفت است. شفت خروجی به چرخ‌دنده‌ی داخلی آبی رنگ (رینگی) متصل است و صفحه‌ی حامل در حال سکون باقی می‌ماند و در نهایت نسبت دنده‌ی ۶:۱ در این حالت نیز به‌دست می‌آید.
نکته‌ی جالب توجه دیگر درباره‌ی مجموعه‌ی چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای این است که این مجموعه با تغییر چرخ‌دنده‌ی ورودی و خروجی و ساکن می‌تواند نسبت دنده‌های متفاوتی ایجاد کند. برای مثال، اگر چرخ‌دنده‌ی خورشیدی به‌عنوان ورودی و شفت خروجی به حامل متصل شود و چرخ‌دنده‌ی رینگی ساکن بماند، نسبت دنده‌ی متفاوتی ایجاد میشود. در یک جعبه‌دنده‌ی خودکار برای درگیر کردن و ساکن نگه‌داشتن چرخ‌دنده‌های مختلف در مجموعه‌ی سیاره‌ای از کلاچ‌ها و تسمه‌های مهار اصطکاکی استفاده میشود.
هر چرخ دنده سیاره ای از سه جز تشکیل میشود :
- چرخ‌دنده‌ی خورشیدی
- چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای و صفحه‌ی حامل آنها
- چرخ‌دنده‌ی داخلی (رینگی)
اجزای تشکیل دهنده گیربکس اتومات
- مجموعه‌ای از چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای
- یک جفت تسمه‌ی مهار که اجزای چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای را قفل میکند
- کلاچ‌های تر برای قفل کردن سایر اجزای چرخ‌دنده‌ی سیاره‌ای
- یک سیستم هیدرولیک شگفت‌انگیز که کلاچ‌ها و تسمه مهارها را کنترل میکند
- یک پمپ روغن بزرگ برای به حرکت درآوردن روغن درون سیستم انتقال قدرت
- شیر تعویض دنده
- گاورنر برای اطلاع رسانی سرعت به جعبه دنده
نحوه کار گیربکس اتومات
نحوه کار گیربکس اتومات به این صورت است که از موتور خودرو نیرو دریافت میکند و آن نیرو را به صورت افزایش قدرت یا افزایش سرعت به دیفرانسیل و چرخ ها انتقال میدهد.
قسمت های اصلی گیربکس اتومات برای کار
- مبدل گشتاور (توربین، روغن گیربکس و ... )
- کامپیوتر مرکزی (ECU)، شیرهای برقی یا سنولوئید
- کلاچ گیربکس اتوماتیک
- چرخدنده های گیربکس اتوماتیک
انواع گیربکس اتومات و گیربکس دستی خودرو به کمک قطعه‌ای به نام Bell Housing به موتور خودرو متصل میشود. داخل Bell Housing سیستمی به نام مبدل گشتاور وجود دارد که اجازه میدهد موتور به طور مستقل از گیربکس کار کند. برای درک نحوه کار این سیستم، بیایید نگاهی به چرخ دنده‌های سیاره‌ای و مبدل گشتاور بیندازیم.
اول از همه باید با فلکس پلیت موتور آشنا شوید. این قطعه می‌تواند به صورت مستقیم به یک مبدل گشتاور متصل شود. از این رو، هنگامی که یک میل لنگ در حال کار کردن است، قاب مبدل گشتاور هم همراه با آن خواهد چرخید، موضوعی که می‌تواند خروجی موتور را به گیربکس متصل یا قطع کند.
به داخل مبدل گشتاور اگر نگاهی دقیق بیندازید میتوانید توربین، پمپ، کلاچ قفل شونده و استاتور را ببینید. در این قطعات، پمپ توربین را می‌چرخاند. توربین به شفت ورودی گیربکس متصل است و به کمک نیروی ویسکوزیته می‌چرخد. ساده‌تر بخواهیم بگوییم، موتور پمپ‌ها را می‌چرخاند که این کار، سبب به حرکت درآمدن توربین میشود، نتیجه کار ارسال گشتاور به گیربکس است.
فرایند هایی که در گیربکس اتومات انجام میشود
-
نیروی مکانیکی از موتور دریافت می شود و به وسیله ی مبدل گشتاور به گیربکس انتقال پیدا می کند.
برای روشن تر شدن نحوه انتقال نیروی موتور به گیربکس بوسیله مبدل گشتاور،پنکه ای در سمت چپ قرار دارد و هوا را رو به بیرون پرتاب میکند.
پنکه ای که در سمت راست قرار دارد خاموش است اما پروانه های آن تحت تاثیرهوایی که پنکه چپ پرتاب می کند می چرخد.اینگونه فرایند انتقال گشتاور موتور به گیربکس یعنی موتور ماشین پروانه های مبدل گشتاور را یا به عبارتی پنکه سمت چپ را می چرخاند و سپس با به حرکت در آوردن روغن گیربکس، پروانه های توربین یا همان پنکه سمت راست می چرخند و به این صورت محور گیربکس به چرخش در می آید و انجام میشود.
در حقیقت نحوه عملکردی که گشتاور گیربکس دارد مشابه پنکه است فقط از تفاوت هایی که دارند می توان به این موارد اشاره کرد : چیزی که به جای هوا دمیده میشود روغن گیربکس است و مسیری که روغن گیربکس می چرخد یک چرخه و سیکل بسته است.
-
نیرویی که از طرف مبدل گشتاور دریافت می شود محور ورودی گیربکس را به چرخش در می آورد.
عواملی هستند که سرعت و جهت چرخش محور خروجی گیربکس را تعیین میکنند که عبارتند از :
- تعیین وضعیت لیور (دسته دنده گیربکس اتوماتیک) به وسیله راننده.
- میزان و کیفیت فشار دادن پدال گاز.
- دور موتور و سرعت حرکت ماشین.
انواع گیربکس اتومات
-
گیربکس سیاره ای AT
گیربکس‌های اتوماتیک سیاره‌ای متداولترین نوع گیربکس‌های اتوماتیک در خودروها می‌باشند. در این گیربکس‌ها انتقال قدرت از طریق مجموعه چرخ دنده‌های خورشیدی سیاره‌ای صورت میگیرد. سیستم کلاچ اتوماتیک (TORQUE CONVERTOR) آن هیدرولیکی و دارای سیستم کنترلی است. گیربکس AL4 مورد استفاده در خودروهای ۲۰۶، ۲۰۷ و اس‌دی وی ۹ و پارس اتوماتیک، همچنین گیربکس خودروهای سوزوکی ویتارا، اچ‌سی کراس و هایما S7 از این نوع محسوب میشوند.
-
گیربکس AMT
این نوع گیربکس‌ها همان گیربکس‌های معمولی هستند که با نصب عملگرهای الکترومکانیکی روی آنها، عمل تعویض دنده و کلاچ‌گیری به صورت خودکار انجام میگیرد. مهمترین مزیت این نوع گیربکس‌ها، ارزانتر و ساده‌تر بودن ساختار آنها در مقایسه با بقیه انواع گیربکس اتوماتیک می‌باشد همنین بدلیل مشترک بودن بیشتر قطعات آن با گیربکس‌هایدستی هزینه تعمیرات کمتری نسبت به بقیه گیربکس‌های اتوماتیک دارند.
از این نوع گیربکس‌ها بیشتر در خودروهای ارزان قیمت استفاده می‌گردد. نمونه‌های موجود در بازار ایران عبارتند از: برلیانس اچ ۳۲۰ و ام‌وی‌ام ۱۱۰
-
گیربکس CVT
این نوع گیربکس‌ها اولین‌بار بوسیله شرکت نیسان استفاده گردید و بتدریج مورد استقبال بقیه خودروسازان نیز قرار گرفته است. در این نوع گیربکس انتقال نیرو توسط ۲ مخروط و یک تسمه فلزی یا پلیمری که مخروط ها را به هم متصل می‌نماید، صورت میگیرد. حرکت نسبی مخروط ها در راستای محورشان سبب تغییر نسبت دنده می‌گردد. مهمترین مزیت این نوع گیربکس‌ها، پیوستگی تعویض دنده می‌باشد لذا در لحظه تعویض دنده، خودرو تکان و افت دور کنتری دارد. سوزوکی کیزاشی و نیسان تیانا به این نوع گیربکس مجهز هستند.
-
گیربکس دوکلاچه DCT
جدیدترین نوع گیربکس‌های استفاده شده در خودروها که ابتدا به وسیله شرکت پورشه در خودروهای اسپرت استفاده گردید و بتدریج مورد استقبال خودروسازان قرار گرفته است. ساختار این نوع گیربکس شباهت بسیاری با گیربکس‌های معمولی دستی دارد با این تفاوت که این نوع گیربکس شامل ۲ گیرکبس مستقل (برای دنده های زوج و فرد) می‌باشد که هر کدام بطور مستقل به یک مجموعه کلاج متصل هستند. عمل تعویض دنده و کلاج‌گیری توسط عملگرهای الکترومکانیکی انجام میگیرد و کنترل و کنترل آنها به وسیله واحد پردازنده مخصوص گیربکس صورت میگیرد.
کار هایی که رانندگان با ماشین های گیربکس اتومات نباید انجام دهند
-
خلاص کردن دنده در سرازیری
این کار جلوی شتاب خودرو را میگیرد و سرعت را کم میکند.با این کار منبع روغن گیربکس کم میشود و روان کاری گیربکس هم برای عمیکرد بهتر آن قطع میشود.نتیجه این کار افزایش احتمال خراب شدن گیربکس است پس توصیه میکنیم هرگز این کار را انجام ندهید تا عمر مفید خودرو و گیربکس خودروتان کم نشود.
-
گاز دادن درجا قبل از قرار دادن دسته دنده روی D
در دوران نوجوانی همه ما حتی یک بار هم که شده این کار را با خودروی پدرمان انجام داده‌ایم. ولی اکنون، دیگر قرار نیست والدین ما هزینه تعمیر گیربکس اتومات خودرو را بپردازند! این کار شوک بزرگی به گیربکس میدهد که می‌تواند منجر به افزایش اصطکاک میان قطعات داخل گیربکس و موتور شود؛ موضوعی که نهایتاً منجر به خراب شدن آنها خواهد شد.
-
تغییر وضعیت دنده هنگامی که خودرو در حال حرکت است
این کار باعث تغییر حالت سریع قطعهات گیربکس میشود و عمر مفید گیربکس را کاشه میدهد.برای نگه داشتن خودرو بهتر است از سیستم ترمز کمک بگیرید.حتی بعضی افراد بدون استفاده از ترمز اقدام به پارک کردن خودرو میکنند که این کار هم برای خودرو و گیربکس مضر است.
-
قرار دادن دنده روی حالت N پشت چراغ قرمز
بسیاری از افراد برای کاهش مصرف سوخت و محافظت از سیستم انتقال قدرت در برابر استهلاک بالا این کار را انجام می‌دهند. در واقع، اگر دنده را روی D نگاه داشته و پایتان را روی پدال ترمز فشار دهید، میزان استهلاک گیربکس کمتر خواهد بود. آسیب واقعی به گیربکس هنگام قرار دادن دنده روی N و خارج کردن از آن می‌رسد.
-
قرار دادن دنده روی P قبل از توقف کامل خودرو
قرار دادن دسته دنده در حالت پارک سبب میشود تا یک پین قفل کننده داخل دنده متصل به شفت خروجی گیربکس قرار داده شود. چرخ‌ها هم به همین شفت متصل شده‌اند. از این رو، هنگامی که پین مذکور را قفل می‌کنید و خودرو همچنان در حال حرکت است، ریسک شکستن پین قفل کننده وجود دارد.
-
تحت فشار دادن موتور قبل از گرم شدن کامل آن
این کار، مخصوصاً در فصل زمستان یک اشتباه بزرگ است. هنگام سرد بودن هوا، روغن سنگین‌تر شده و بسیار آهسته‌تر حرکت میکند. تقریباً یک دقیقه اجازه بدهید خودرو گرم شده و روغن به داخل گیربکس و تمام قطعات آن وارد شود. اگر شما به محض روشن کردن خودرو مخصوصاً در هوای سرد، شروع به رانندگی پرسرعت بکنید، این کار سبب خراب شدن بسیاری از قطعات داخلی خودرو خواهد شد.
-
رانندگی با روغن گیربکس کم
یک خودروی اتومات برای درست کار کردن به میزان زیادی روی فشار مایعات وابسته است. یکی از نقش‌های روغن گیربکس کمک به روان کاری گیربکس و خنک ماندن آن هنگام کار است. از این رو، اگر به مدت زیادی با روغن گیربکس کم رانندگی کنید، منتظر بروز مشکلات زیادی برای گیربکس اتومات خودروی خود باشید.
لطف دارید