تفکر سیستمی یکی از انواع پارادایم‌های غالب در فضای امروزی جهان است. بر این اساس تمامی محصولات صنعتی، موجودات زنده و غیرزنده نوعی از سیستم هستند. خودروها نیز یک ابر سیستم محسوب می‌شوند که از تعدادی سیستم کوچک‌تر تشکیل شده است؛ بنابراین در پاسخ به این سوال که گیربکس چیست؟ می‌توان گفت که گیربکس یک زیرسیستم از ابر سیستم خودرو به حساب می‌آید.
به طور کلی می‌توان گفت که تمامی خودروها با هر نوع پیشرانه و سیستم انتقال قدرت، به دو جز اساسی موتور و گیربکس نیاز دارند. موتور قدرت را تولید می‌کند و گیربکس نیز وظیفه ارسال قدرت را بر عهده دارد. با این حال بسیاری از رانندگان تصور درستی در مورد اینکه گیربکس چیست و چه کاری انجام می‌دهد، ندارند. اگر از این دسته رانندگان هستید یا به کسب اطلاعات بیشتر در مورد گیربکس و وظایف آن علاقه دارید، در ادامه این متن از سری مقالات سایت پیندو با ما همراه باشید.
کاربرد گیربکس
نخستین بخش از پاسخ سوال گیربکس چیست؟ به نحوه کار این سیستم باز می‌گردد. به زبان ساده، گیربکس وظیفه تنظیم میزان قدرت و انتقال آن به چرخ‌های خودرو را بر عهده دارد. در واقع گیربکس عملیات کنترل سرعت خودرو را با تنظیم میزان قدرت و گشتاور ارسالی به هر چرخ بر عهده دارد.
گیربکس وظیفه تنظیم میزان قدرت و انتقال آن به چرخ‌های خودرو را بر عهده دارد.
به عنوان مثال هنگامی که خودرو در وضعیت آغاز حرکت است، به قدرت زیاد و سرعت کم نیاز داریم. ضرایب دنده‌های نخستین نیز به گونه‌ای تعیین می‌شوند که قدرت قابل توجهی به چرخ‌ها ارسال شود. این ضرایب در دنده‌های بالا و هنگام حرکت خودرو سبک‌تر می‌شوند، چرا که در این حالت خودرو به حفظ سرعت نیاز دارد. در صورتی که مانعی بر سر راه خودرو ظاهر شود، راننده با ترمز گرفتن و انتقال دنده به ضرایب پایین که معکوس کشیدن نام دارد، سرعت خودرو را کاهش می‌دهد.
بنابراین به کمک گیربکس می‌توان نیروی ارسالی پیشرانه به سمت چرخ‌ها را مدیریت کرد. این کار در گیربکس‌های دستی توسط راننده انجام می‌شود، در حالی که گیربکس‌های اتوماتیک این کار را به صورت مستقل انجام می‌دهند. علاوه‌بر آن گاهی اوقات لازم است تا نیروی ارسالی موتور به سمت چرخ‌ها قطع شود. برای مثال هنگامی که پشت چراغ قرمز منتظر هستید، نباید هیچ نیرویی از سمت موتور به چرخ‌ها ارسال شود. در این شرایط لازم است تا گیربکس را در وضعیت خلاص قرار دهید و جریان انتقال نیرو به سمت چرخ‌ها را متوقف کنید.
انواع گیربکس
استفاده از گیربکس تنها منحصر به خودروها نیست و بسیاری از ماشین‌های صنعتی نیز جعبه دنده دارند. با این حال اگر بخواهیم تنها گیربکس‌های مورد استفاده در خودروها را مدنظر قرار دهیم، باید گفت که این جعبه دنده‌ها به سه گروه دستی، اتوماتیک و نیمه اتوماتیک تقسیم می‌شوند.
جعبه دنده‌ها به سه دسته دستی، ترتیبی و غیرترتیبی تقسیم می‌شوند.
گیربکس‌های دستی
جعبه دنده‌های دستی نوع مرسوم و اقتصادی گیربکس هستند. وظیفه تغییر دنده‌ها در این نوع گیربکس بر عهده راننده قرار دارد. او بایستی با گرفتن کلاچ گیربکس را به حالت خلاص ببرد و سپس دنده را تعویض کند. جعبه دنده‌های دستی به نوع ترتیبی و غیرترتیبی تقسیم می‌شوند:
جعبه دنده‌های ترتیبی
در جعبه دنده‌های ترتیبی کاهش یا افزایش دنده باید به صورت پلکانی انجام شود، به این معنی که راننده ملزم است تا برای رسیدن به دنده 4، دنده‌های 1 تا 3 را طی کند. عملیات معکوس کشیدن در این گیربکس نیز به همان شیوه انجام می‌شود، یعنی راننده ناچار است دنده‌ها را به ترتیب طی کند تا به دنده مطلوب خود برسد.
جعبه دنده‌های غیر ترتیبی
در جعبه دنده‌های غیرترتیبی راننده می‌تواند دنده‌ها را خارج از ترتیب آن‌ها تعویض کند. این نوع از جعبه دنده دستی اکنون در انواع خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرد. راننده با استفاده از این نوع جعبه دنده می‌تواند به صورت غیرترتیبی دنده‌ها را کاهش یا افزایش دهد.
گیربکس‌های اتوماتیک
دسته بندی گیربکس‌های اتوماتیک یا خودکار متنوع‌تر است. آن‌ها انواع مختلفی دارند که در این قسمت به بررسی آن‌ها خواهیم پرداخت:
گیربکس‌های اتوماتیک معمولی یا AT
گیربکس‌های AT نوع مرسوم جعبه دنده‌های اتوماتیک هستند. در این گیربکس‌ها از کلاچ خودکار هیدرولیکی و چرخ دنده‌ای خورشیدی برای تعویض دنده استفاده می‌شود.
گیربکس‌های AMT
نوع ساده‌تر گیربکس‌های اتوماتیک که با لقب جعبه دنده نیمه اتوماتیک شناخته می‌شوند. کلاچ این نوع گیربکس‌ها از نوع الکترومکانیکی است و به نوعی حد وسط بین جعبه دنده‌های دستی و اتوماتیک هستند.
گیربکس‌های CVT
این نوع از جعبه دنده که با نام گیربکس‌های تک سرعته شناخته می‌شوند، از یک تسمه پلیمری یا فلزی برای انتقال قدرت استفاده می‌کنند. این گیربکس‌ها برای استفاده در خودروهای اقتصادی مناسب هستند، چرا که فاصله تعویض دنده در آن‌ها بسیار اندک است و بنابراین افت قدرت و گشتاور را احساس نخواهید کرد.
گیربکس‌های DCT
گیربکس‌های دوکلاچه یا DCT نوع مرسوم در خودروهای اسپرت و سوپراسپرت هستند. فرآیند کاری این جعبه دنده‌ها به گونه‌ای است که گویا دو گیربکس دستی را با یکدیگر ترکیب کرده‌اید. در این نوع از جعبه دنده دو کلاچ وجود دارد که یکی از آن‌ها برای دنده‌های زوج و دیگری برای دنده‌های فرد به کار می‌رود. سرعت تعویض دنده در این گیربکس بسیار بالا است اما هزینه‌های نگهداری آن نیز بیشتر از سایر گیربکس‌ها خواهد بود. گیربکس‌های دوکلاچه به انواع دوکلاچه تر و دو کلاچه خشک تقسیم می‌شوند. گیربکس‌های دوکلاچه تر در روغن غوطه‌ور هستند و دوام بالاتری دارند، در حالی که گیربکس‌های دوکلاچه خشک برای رانندگی اسپرت عملکرد بالاتری را ارائه می‌دهند.
گیربکس‌های دوکلاچه یا DCT نوع مرسوم در خودروهای اسپرت و سوپراسپرت هستند
گیربکس‌های نیمه خودکار
در فاصله بین گیربکس‌های دستی و خودکار، نوع دیگری از گیربکس‌ها قرار دارند که به نام جعبه دنده‌های نیمه اتوماتیک شناخته می‌شوند. هدف از ساخت این نوع گیربکس، ترکیب کارایی جعبه دنده‌های دستی و عملکرد راحت گیربکس‌های اتوماتیک است. در این نوع از جعبه دنده، عملیات تعویض دنده به صورت خودکار انجام می‌شود اما راننده در هر زمان می‌تواند وضعیت گیربکس را تغییر دهد.
جعبه دنده‌های تیپ ترونیک
نوع ساده گیربکس‌های نیمه خودکار، جعبه دنده‌های تیپ ترونیک هستند. در این نوع از جعبه دنده راننده می‌تواند با تغییر وضعیت اهرم، گیربکس را در وضعیت تغییر دنده دستی قرار دهد. برخی گیربکس‌های اتوماتیک نیز اکنون به قابلیت شبیه‌سازی این حالت مجهز شده‌اند.
جعبه دنده‌های شیفت ترونیک
نوع پیشرفته‌تر گیربکس‌های نیمه خودکار، شیفت ترونیک نام دارد. این نوع از گیربکس به راننده اجازه می‌دهد در زمان دلخواه کنترل تعویض دنده را بر عهده بگیرد؛ بنابراین در گیربکس‌های شیفت ترونیک نیازی به تغییر وضعیت اهرم دنده برای در اختیار گرفتن کنترل تعویض دنده‌ها نخواهید داشت.
اجزا و قطعات گیربکس
در بخش دوم از پاسخ به سوال گیربکس چیست، به اجزای داخلی آن می‌پردازیم. همان‌طور که در مقدمه مطلب ذکر شد، گیربکس یکی از سیستم‌های خودرو است. گیربکس نیز از زیرسیستم‌های دیگری تشکیل شده است که در ترکیب با یکدیگر، وظیفه انتقال قدرت را بر عهده دارند.
گیربکس از قطعات مختلف از جمله: پوسته، محور، اهرم و چرخ دنده‌ها تشکیل شده است
گیربکس‌های دنده‌ای معمولا ساده‌ترین نوع جعبه دنده هستند، در حالی که گیربکس‌های اتوماتیک با ضریب متغیر پیوسته یا CVT جزو جعبه دنده‌های پیچیده به حساب می‌آیند.
- پوسته گیربکس
بخش بیرونی گیربکس، پوسته نام دارد. پوسته گیربکس همانند قالب و جلد عمل می‌کند و قطعات مختلف گیربکس درون آن قرار دارند. این قطعه معمولا از جنس چدن ساخته می‌شود تا در برابر ضربات و حرارت مقاوم باشد. درون پوسته گیربکس نیز چرخ دنده‌ها قرار گرفته‌اند. هرکدام از چرخ دنده‌ها مربوط به یک دنده هستند و هرچقدر گیربکس شما دنده‌های بیشتری داشته باشد، تعداد چرخ دنده‌ها بیشتر خواهد بود.
- محور کلاچ
وظیفه تغییر وضعیت بین چرخ‌دنده‌ها بر عهده محور کلاچ قرار دارد. این قطعه به سیم کلاچ یا کلاچ برقی متصل است و جابجایی بین چرخ دنده‌های یک گیربکس را انجام می‌دهد. حرکت محور کلاچ توسط دیسک و صفحه کلاچ صورت می‌گیرد. دیسک و صفحه محور کلاچ را از وضعیت قبلی خود خارج می‌کنند و سپس آن را به وضعیت جدید انتقال می‌دهند.
- محور واسط
دیگر قسمت مهم از اجزای گیربکس، محور واسط نام دارد. وظیفه این محور انتقال قدرت از گیربکس به محور متحرک خودرو است. سرعت گشتاور و قدرت ارسالی به این محور توسط چرخ دنده‌ها تعیین می‌شود. روی این محور چرخ دنده‌های مختلفی قرار دارد که تعیین کننده نسبت قدرت و سرعت انتقالی به محور محرک خودرو هستند.
- اهرم دنده و ماهک دنده
قسمتی از گیربکس که در دید راننده قرار دارد، دسته دنده است. تمامی گیربکس‌ها اعم از دستی یا اتوماتیک به اهرم یا جوی استیک برای کنترل وضعیت دنده یا تغییر آن نیاز دارند. این اهرم از طریق قطعاتی به نام ماهک و میل ماهک به گیربکس متصل است. هنگامی که راننده اقدام به تعویض دنده می‌کند، ماهک با کمک کشویی دنده و یاتاقان گیربکس عملیات تعویض دنده را انجام می‌دهد. تمامی یاتاقان‌ها نیز درون یک عایق قرار دارند که کاسه‌نمد نام دارد. این قطعه از نشت روغن گیربکس به بیرون جلوگیری می‌کند. حالا که به اینجا رسیدیم، توصیه می‌کنم مقاله ما راجع به زمان تعویض روغن گیربکس را بخوانید.
- چرخ دنده‌های گیربکس
مهم‌ترین قطعه در جعبه دنده که بین تمامی خودروها مشترک است، چرخ دنده‌های گیربکس هستند. هرکدام از چرخ دنده‌های گیربکس معرف یک دنده هستند. به عنوان مثال در گیربکس‌های معمول خودروهای ایرانی که پنج سرعته هستند، شش چرخ دنده وجود دارد. پنج چرخ دنده عملیات حرکت رو به جلو را انجام می‌دهند، در حالی که یک چرخ دنده مسئول حرکت رو به عقب است.
قطر چرخ دنده‌های گیربکس نشان دهنده میزان سبک بودن یا سنگین بودن دنده است. چرخ دنده‌های قطور با سرعت کمتری می‌چرخند و البته چرخش آن‌ها انرژی بیشتری را در قالب گشتاور آزاد می‌کند. چرخ دنده‌های باریک‌تر با سرعت بیشتری می‌چرخند و در نتیجه گشتاور کمتری را روانه چرخ‌ها می‌کنند. بسته به نوع گیربکس، این چرخ دنده‌ها از دندانه‌های ساده یا مارپیچی بهره می‌برند.
فرآیند کاری گیربکس
فرآیند تعویض دنده در گیربکس‌های دستی ساده و سر راست است. راننده پا را روی پدال کلاچ می‌فشارد و ارتباط میان گیربکس و موتور را قطع می‌کند. در این لحظه راننده با استفاده از اهرم تعویض دنده، دنده مد نظر خود را انتخاب می‌کند. این فرآیند ساده در گیربکس از طریق قرارگیری چرخ دنده‌ها روی یکدیگر انجام می‌شود. سپس راننده پا را به آرامی از روی کلاچ بر می‌دارد تا ارتباط موتور و گیربکس برقرار شود.
در اکثر گیربکس‌های اتوماتیک، قطعه‌ای به نام مبدل گشتاور وجود دارد. وظیفه این قطعه دریافت گشتاور از موتور خودرو و تبدیل آن به انرژی جنبشی برای چرخش گیربکس اتوماتیک است. در حقیقت بخشی از انرژی تولید شده توسط موتور در خودروهای اتوماتیک، صرف چرخاندن مبدل گشتاور و به حرکت درآمدن چرخ دنده‌های گیربکس اتوماتیک می‌شود.
وظیفه مبدل گشتاور دریافت گشتاور از موتور خودرو و تبدیل آن به انرژی جنبشی برای چرخش گیربکس اتوماتیک است
نیروی مبدل گشتاور محور گیربکس اتوماتیک را به چرخش در می‌آورد و با توجه به وضعیت دنده، نیروی تولید شده به محور خروجی گیربکس ارسال می‌شود. در صورتی که راننده پدال گاز را با نیروی بیشتری فشار دهد، سرعت چرخش روغن درون گیربکس افزایش می‌یابد. در این وضعیت کامپیوتر خودرو تصمیم می‌گیرد تا دنده را افزایش دهد و به بیان دیگر دنده را سبک کند.
البته این مسئله در گیربکس‌های اتوماتیک عادی رخ می‌دهد. در گیربکس‌های CVT به جای چرخ دنده‌های خورشیدی، از پولی‌های ورودی و خروجی و یک تسمه استفاده می‌شود. تسمه بین این دو پولی مخروط شکل در حرکت است و بی‌نهایت ضریب دنده بر اثر حرکت آن ایجاد می‌شود. با افزایش یا کاهش فشار پای راننده بر پدال گاز، این پولی‌ها به یکدیگر نزدیک شده یا از هم دور می‌شوند تا ضریب دنده مناسب در لحظه شکل بگیرد. به همین دلیل در جعبه دنده‌های CVT راننده شوک ناشی از تعویض دنده را احساس نمی‌کند.
جمع بندی
امیدواریم با مطالعه این مقاله، پاسخ مناسبی برای پرسش گیربکس چیست؟ دریافت کرده باشید. همان‌طور که در مقدمه متن اشاره کردیم، گیربکس دومین سیستم مهم خودرو پس از موتور به شمار می‌آید. تولید قدرت بدون انتقال آن به چرخ‌ها هیچ فایده‌ای را به همراه ندارد، از این رو لازم است تا مالکان خودروها همواره برای گیربکس اهمیت قائل شوند.
بسیاری از مالکان خودروها تصور می‌کنند که فرآیند تعمیر و نگهداری گیربکس تنها شامل تعویض دیسک و صفحه می‌شود؛ اما این فرآیند بسیار بیشتر از تعویض یک دیسک و صفحه ساده اهمیت دارد. اکثر گیربکس‌های دنده‌ای و اتوماتیک در روغن غوطه‌ور هستند. این روغن همانند روغن موتور باید در فواصل زمانی منظم تعویض شود تا چرخ دنده‌های گیربکس عملکرد مناسبی را ارائه دهند. همچنین ممکن است قطعات مختلف گیربکس همچون ماهک نیز به تعویض نیاز پیدا کنند.
بنابراین لازم است تا همانند موتور، از گیربکس اتومبیل خود نیز مراقبت به عمل آورید. گیربکس‌های اتوماتیک در مقایسه با گیربکس‌های دستی به مراقبت بیشتری نیاز دارند و هزینه نگهداری از آن‌ها بیشتر است؛ بنابراین پیش از خرید یک خودرو اتوماتیک کارکرده، وضعیت گیربکس آن را به خوبی بررسی کنید تا از تعمیرات گران‌قیمت بعدی در امان بمانید.
دیدگاهتان را بنویسید