گیربکس ماشین – انواع و عملکرد گیربکس، دلایل خرابی و صدا دادن گیربکس و…

گیربکس و یا جعبه ‌دنده متشکل از یک قطار دنده و یک سری چرخ دنده‌های یکپارچه می‌باشد که نقش انتقال نیرو را برای خودرو و وسایل نقلیه ایفا می‌کند. گیربکس مانند هر سیستم دنده‌ای کار می‌‌کند و می‌ تواند افزایش و یا کاهش سرعت خودرو را کنترل کنند. در این مقاله تلاش کردیم همه مطالب مهم مرتبط با گیربکس ماشین را برای شما بیان کنیم.پس با فروشگاه اینترنتی لوازم یدکی ماشین نو همراه باشید.

دلیل نیاز به گیربکس و عملکرد آن

ما در شرایط جاده ای مختلف نیاز به گشتاور متفاوت و سرعت مختلف داریم. برای اینکه بتوانیم سرعت خودمان را به طور مداوم تغییر دهیم باید به سراغ دنده برویم، بنابراین گیربکس می‌‌تواند کنترل و همچنین تغییر سرعت را برای ما امکان پذیر کند.

دلایل دیگر برای نیاز به جعبه دنده شامل موارد زیر می‌باشد:

• زمانی که شما ماشین را روشن می‌‌کنید گشتاور ارائه شده توسط شافت خروجی موتور بر وزن سنگین وسیله نقلیه غلبه می‌‌کند و باعث می‌‌شود که حرکت خودرو با مشکل مواجه شود. برای اینکه این مشکل حل شود به گیربکس نیاز است که می‌‌تواند گشتاور ابتدایی را طوری ترتیب دهد که جابجایی و حرکت وسیله نقلیه به راحتی انجام شود.
• زمانی که ما به سربالایی می‌رسیم، خودرو به وسیله ای نیاز دارد تا بتوانند طیف گسترده ای از گشتاور زیاد را تامین کند، این کار تنها توسط گیربکس انجام می‌‌شود که می‌‌تواند باعث شود تا وسیله نقلیه به راحتی از سربالایی‌ها عبور کند.
•  هنگامی که شما در حین رانندگی سرعت بالایی دارید، برای اینکه خودرو بتواند این سرعت را حفظ کند نمی ‌تواند به تنهایی به گشتاور تکیه کند، بنابراین جعبه دنده می‌‌تواند نسبت به گشتاور پایین، سرعت بالایی داشته باشد و همچنین می‌‌تواند این سرعت بالا را در وسیله نقلیه حفظ کند.

در مسابقه اتومبیلرانی رانندگان به طور مداوم دنده‌ها را از گشتاور زیاد به سرعت زیاد تغییر می‌دهند و از آنجایی که مسیر مسابقه پر از منحنی می‌باشد، خودروی مسابقه باید گیربکس مناسبی را داشته باشد تا بتواند تغییر و همچنین جابجایی دنده‌ها به آسانی انجام شود.

اجزای گیربکس

• شافت اصلی

این شافت معمولاً به عنوان شافت خروجی در گیربکس مورد استفاده قرار می‌گیرد و در جلوی شافت کلاچ و یا شافت خروجی موتور قرار دارد، از آنجایی که این شافت به اهرم دنده متصل است تغییر دنده از طریق آن انجام می‌ شود.

•  شافت کلاچ

شافت همان وسیله ای باشد که موتور را به گیربکس نزدیک می‌کند. فعال و غیر فعال کردن خروجی موتور به کمک شافت کلاچ اتفاق می‌‌افتد.

• کانتر شافت

شافتی است که از طریق آن خروجی موتور با تغییر دنده در شافت کلاچ به شاخص اصلی منتقل می‌شود.

•  دنده‌ها

این‌ها دایره‌های اتصال دهنده با دندانه‌هایی هستند که برای چرخش حرکت دایره ای بین دو شافت به وجود آمده اند.

از دیگر اجزای گیربکس می‌‌توان به کلاچ سگی و اهرم دنده اشاره کرد.

 انواع گیربکس

• گیربکس دستی

گیربکس دستی نوعی از گیربکس است که در بیشتر خودروها استفاده می‌‌شود و محبوبیت آن نیز به دلیل کم هزینه بودن آن است. در گیربکس دستی نسبت دنده و سرعت محدود در آن وجود دارد.

برای اینکه شما بتوانید دنده را تعویض کنید و سرعت خود را کم و یا زیاد کنید، باید این کار را به صورت دستی انجام دهید.

تعویض دنده نیز توسط راننده انجام می‌‌شود که باید اهرم دنده را به سمتی که مد نظرش است، بکشد. تعویض دنده در این نوع گیربکس با استفاده از کلاچ انجام می‌شود.

گیربکس دستی خود دارای انواع مختلفی است که گیربکس مش کشویی و گیربکس مش ثابت کشویی نام دارد.

• گیربکس اتوماتیک

نوع دیگری از گیربکس که امروزه بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد، گیربکس اتوماتیک می‌باشد. خودروهایی که از قیمت بالاتری برخوردار هستند و همچنین تکنولوژی و فناوری به روزتری را دارا می‌باشند، دارای گیربکس اتوماتیک هستند.

در این نوع گیربکس نسبت فشار دنده بی نهایت با فشار دادن بر روی شتاب دهنده به دست می‌‌آید. راننده تنها باید حالت دنده را انتخاب کند منظور از حالت دنده پارک، جلو و عقب و یا توقف می‌باشد.

گیربکس اتوماتیک هیچ نیازی به پدال کلاچ ندارد. تمام اتومبیل‌هایی که این نوع گیربکس را دارند تنها با دو پدال همراه هستند.

نوع سوم گیربکس به گیربکس دو کلاچه معروف است که در ادامه به طور کامل توضیح داده شده است.

گیربکس دو کلاچه چیست و چگونه کار می‌کند؟

گیربکس‌های دو کلاچه نوع جدیدی از جعبه دنده‌ها هستند که به صورت نیمه خودکار عمل می‌کنند. این گیربکس‌ها برای افرادی مناسب است که راحتی گیربکس‌های اتوماتیک و هیجان جعبه دنده‌های معمولی را با هم می‌خواهند.

در سامانه گیربکس دو کلاچه یا (DCT (dual-clutch transmission، از دو کلاچ مستقل برای اتصال و قطع انتقال نیرو استفاده می‌شود؛ یکی از کلاچ‌های بکار رفته در این سیستم وظیفه درگیر شدن با چرخ‌دنده‌های فرد گیربکس را دارد و دیگری چرخ‌دنده‌های زوج گیربکس را کنترل می‌کند.

سیستم‌های گیربکس دو کلاچه به گیربکسهای دستی شبیه‌تر هستند با این تفاوت که در گیربکس‌های دستی یا معمولی جریان انتقال نیرو همیشگی نیست و راننده برای تغییر ضریب دنده باید جریان نیرو را قطع کند، اما در گیربکس دو کلاچه،صفحات هیدرولیکی کلاچ به صورت پشت‌سر هم فعال می‌شوند و اجازه نمی‌دهند جریان نیروی منتقل شده به چرخ متوقف شود؛ از همین سو در خودرو‌هایی که از گیربکس دو کلاچه بهره می‌برند پدال کلاچ مشاهده نمی‌شود.

در کل با استفاده از این سیستم در حین تغییر دنده‌ها وقفه کمتری ایجاد می‌شود، برای مثال فرض کنید شما در حال رانندگی هستید و خودرو نیاز به تعویض دنده دارد و این کار به سرعت انجام می‌شود و دیگر نیازی به آزاد شدن کلاچ نیست و همه تغییر دنده‌ها در مدت میلی ثانیه صورت می‌گیرد که بسیار سریع‌تر از جعبه دنده‌های دستی است. البته این سیستم تاکنون تنها در برخی خودرو‌های پرقدرت مورد استفاده قرار می‌گرفت اما اکنون در حال ورود به خودرو‌های روزمره است.

مدت زمانی که یک فرد عادی در اتومبیل‌هایی با جعبه دنده دستی از دنده‌ای به دنده دیگر می‌زند حدود نیم ثانیه تا یک ثانیه است و البته این موضوع در جعبه دنده‌های اتوماتیک متداول بسیار طولانی‌تر است و در خودرو‌های مدرن امروزی نظیر محصولات مرسدس بنز دنده‌ها در مدت کمتر از ۱۰۰ میلی ثانیه تغییر می‌یابند. البته باید بدین نکته نیز توجه کرد که سرعت تغییر دنده بیشتر به سیستم جعبه دنده باز می‌گردد و برای مثال در سیستم DSG کمپانی فولکس واگن این کار تنها ۸ میلی ثانیه طول می‌کشد.

اغلب سیستم‌های DCT دارای دو حالت هستند. در حالت اتوماتیک تمام کار‌ها توسط کامپیوتر پردازش می‌شود و در زمان مورد نیاز برای تغییر دنده این موضوع اعمال شود و در حالت دستی نیز راننده امکان تغییر دنده از طریق دکمه‌های موجود را دارد که البته این دکمه‌ها نیز پشت فرمان و به صورت پدال قرار گرفته‌اند و در برخی موارد نیز این تعویض دنده از طریق حرکت دادن دسته دنده صورت می‌گیرد.

شاید بتوان گفت که سیستم دو کلاچه برای بسیاری دوست داشتنی است زیرا در موارد مورد نیاز، راننده می‌تواند به صورت دستی دنده‌‌ها را تغییر دهد و رانندگی هیجان انگیزی داشته باشد و البته امکان رانندگی به صورت اتوماتیک نیز وجود دارد که دیگر نیازی نیست راننده نگران تغییر دنده‌ها باشد.

گیربکس دو کلاچه برای اولین بار در سال ۲۰۰۳ و بر روی فولکس واگن R32 مورد استفاده قرار گرفت و پس از آن نیز سایر کمپانی‌های خودروساز به سمت این سیستم آمدند و از دیدگاه بسیاری از افراد این سیستم برای خودرو‌هایی با کارایی بالا که در آن‌ها دقت تغییر دنده بسیار مهم است، می‌تواند مناسب باشد.

رانندگی با سیستم دو کلاچه در خودرو‌های امروزی

فورد گیربکس دو کلاچه را با نام Powershift توسعه داده است که بر روی Fiesta و Focus شاهد آن هستیم و البته با برخی موانع رو به رو شده است و رانندگان احساس می‌کنند که تغییر دنده‌ها به صورت روان انجام نمی‌شود و انتخاب دنده بعدی نیز به کندی اتفاق می‌افتد و این موضوع زمانی که در سرعت پایین می‌خواهید شتاب بگیرید، بیشتر به چشم می‌خورد.

البته باید توجه داشت که این مشکلات تنها مربوط به سیستم DCT توسعه یافته توسط فورد نیست و برخی از رانندگان فولکس واگن نیز اعلام کرده‌اند که سیستم Dual Clutch نیز به صورت تشنجی عمل می‌کند که این موضوع در سرعت‌های پایین بیشتر دیده می‌شود.

این‌ها برخی از مشکلاتی بود که سیستم دو کلاچه دارد و البته بسیار کمتر از مشکلات سیستمهای تک کلاچ است و DCT به طور قابل ملاحظه‌ای عملکردی نرم‌تر از سیستم‌های تک کلاچ دارد و این دلیلی است که کمپانی‌هایی نظیر فراری و BMW نیز به سمت آن حرکت کرده‌اند.

طرز کار سیستم انتقال قدرت دو کلاچه

یک شفت دو قسمتى در مرکز DCT قرار دارد که بر خلاف گیربکس‌هاى دستى معمولى که همه چرخ دنده‌ها روى یک شفت ورودى قرار دارند ،DCT چرخ دنده‌هاى زوج و فرد را به وسیله دو شفت ورودى از هم جدا مى کند.

شفت خارجى به صورتى سوراخ شده که محفظه اى را براى شفت داخلى فراهم مى کند و شفت داخلى در آن جا مى گیرد. شفت خارجى به چرخ دنده‌هاى دو و چهار وصل است و شفت داخلى به چرخ دنده‌هاى اول، سوم و پنجم متصل است.

تصویر زیر ترتیب قرار گیرى اجزا را در یک سیستم پنج دنده DCT نشان مى دهد. توجه کنید که یک کلاچ چرخ دنده‌هاى دوم و چهارم را کنترل مى کند و کلاچ دیگر به صورت مستقل چرخ دنده‌هاى اول و سوم و پنجم را کنترل مى کند.

این همان چیزى است که تعویض برق آساى دنده‌ها را ممکن مى کند و در عین حال قدرت همواره به صورت ثابت یه چرخ‌ها منتقل مى شود. سیستم انتقال قدرت اتوماتیک استاندارد نمى تواند این نیاز را برطرف کند زیرا در این سیستم براى تمام چرخ دنده‌ها از یک کلاچ استفاده مى شود.

مزایاى سیستم انتقال قدرت دو کلاچه

• چون گیربکس دو کلاچه به ترتیب یک چرخ دنده را خارج و دیگرى را درگیر مى کند شوک هنگام تعویض دنده (shift shock) کاهش مى یابد.
• تعویض دنده تحت نیرو انجام مى گیرد یعنى یک جریان قدرت ثابت و پایدار بین موتور و چرخ‌ها وجود خواهد داشت.
• با توجه به اینکه رفتن به دنده بالاتر ظرف ۸ میلى ثانیه انجام مى گیرد پس رانندگان در ضمن تعویض دنده یکى از چندین محاسن DCT‌ها را تجربه خواهند کرد و آن هم شتابگیرى دینامیک و پیوسته آن است.
• کاهش مصرف سوخت

دلایل خرابی گیربکس

دلایلی که باعث خرابی گیربکس می‌‌شوند شامل روغن کاری ضعیف، عدم تعادل و اضافه بار می‌باشد.

•  روغن کاری ضعیف

از آنجا که روغن می‌تواند طول عمر گیربکس را بالا ببرد، به همان نسبت روغن کاری ضعیف نیز می‌‌تواند باعث شود تا زمینه‌های خرابی ان به وجود بیاید. زمانی که شما از روغن کاری استفاده می‌‌کنید، روغن می‌‌تواند بین اجزای متحرک گیربکس حرکت کند و همچنین باعث شود تا به راحتی بچرخد.

روغنکاری ضعیف و کثیفی بیش از حد گیربکس می‌تواند عملکرد آن را ضعیف کند، بنابراین بهتر است که هر سال یک بار گیربکس توسط تعمیر کار چک شود.

• تعادل

تعادل چرخ دنده در گیربکس و ارزیابی تراز کردن حفره‌های گیربکس برای افزایش طول عمر آن بسیار مهم می‌باشد. اما اگر در بین اجزا عدم تعادل به وجود بیاید می‌‌تواند زنگ زدگی و خرابی جعبه دنده و دنده را به وجود بیاورد.

بنابراین بهتر است زمانی که خودرو خود را به تعمیرگاه می‌برید از تعمیرکار بخواهید که وضعیت جعبه دنده و چرخ دنده‌های خودروی شما را به خوبی بررسی کنند.

• اضافه بار

اجزای خودرو ظرفیت و محدودیت خاصی را دارا می‌باشند. در صورتی که به آنها فشار بیاورید، می‌توانید زمینه‌های خراب شدن و آسیب دیدگی آنها را به وجود بیاورید. ممکن است این خراب شدن و آسیب چند سال طول بکشد، اما اگر اتفاق بیفتد می‌‌تواند در مدت زمان بسیار کوتاهی پیشرفت کند و عملکرد اجزای خودرو شما را دچار اختلال کند.

علت صدای ماشین در دنده عقب

برخی رانندگان که با خودروهای گیربکس دستی کار می‌کنند احتمالاً به هنگام تعویض دنده و حرکت به سمت عقب صداهای ناهنجاری را می‌شنوند. گاهی هم به علت وسواس زیاد ایراد را از گیربکس و جعبه دنده می‌دانند اما در اغلب موارد این صدا طبیعی و به دلیل عملکرد سیستم چرخ‌دنده‌هاست.

اجزای سیستم انتقال در دنده‌های جلو و دنده عقب تفاوت‌هایی ساختاری با یکدیگر دارند. در سیستم انتقال نیرو به دنده‌های جلو عمدتاً از دنده‌های مارپیچ استفاده می‌شود. این دنده‌ها حرکت مثبت یا رو به جلو ایجاد می‌کنند و به شکل مورب شیار می‌خورند؛ اما دلیل این کار چیست؟

مکانیزم دنده‌های مارپیچ در گیربکس

در سیستم چرخ دنده مارپیچ هنگامی‌که دو دنده با هم درگیر می‌شوند تماس از گوشه یکی از دندانه‌ها آغاز شده و به‌صورت تدریجی بیشتر می‌شود. جدا شدن دندانه‌ها نیز به همین شکل اتفاق می‌افتد؛ بنابراین اتصال و انفصال تدریجی دندانه‌ها موجب حرکت آرام‌تر و نرم‌تر چرخ دنده‌ها می‌شود.

افزون بر این، سیستم دندانه مارپیچ مزیت دیگری نیز دارد. به دلیل وجود زاویه در شیارهای دنده‌های مارپیچ، همواره چند دندانه از هر چرخ دنده درگیر هستند که در نتیجه موجب قدرت بیشتر و تنش کمتر در حین حرکت می‌شوند.

این سیستم تنها یک ایراد دارد. دنده‌های مارپیچ پیش از درگیری به‌سختی می‌توانند به روی هم بلغزند. با توجه به اینکه دنده‌های جلو در تمام زمان‌ها در حال درگیری هستند استفاده از دنده‌های مارپیچ هیچ مشکلی به لحاظ عملکردی ایجاد نمی‌کند.

اما دنده عقب در سیستم تعویض دنده به‌عنوان دنده هرزگرد می‌چرخد. این دنده بزرگ با دندانه‌های ساده هنگامی‌که به حرکت معکوس نیاز داریم با دو دنده ساده دیگر بر روی هم می‌لغزند. حال اگر به‌جای دنده‌های ساده از نمونه‌های مارپیچ استفاده شده بود این لغزش اولیه با مشکل مواجه می‌شد.

دنده‌های با دندانه‌های مستقیم برخلاف چرخ دنده‌های مارپیچ هنگام درگیری به‌جای آنکه به‌آرامی بر روی هم بلغزند با یکدیگر برخورد می‌کنند. این برخورد با صدای زیادی همراه می‌شود که شما از اتاقک ماشین نیز می‌شنوید.

این صدا تنها ناشی از درگیری چرخ دنده‌های دندانه مستقیم است؛ بنابراین نگران نباشید و به رانندگی خود ادامه دهید.

منابع : asbe-bokhar.com – charkhan.com