همه چیز درباره گیربکس غیر اتوماتیک +عکس

گیربکس چیست؟ اجزای داخل گیربکس در این مقاله به ارائه مبانی فیزیکی، نحوه عملکرد آن می پردازیم و به اجزای گیربکس دستی خودرو می پردازیم.

آراد; آیا تا به حال فکر کرده اید؛ دسته دنده به چه چیزی متصل است و وقتی دسته دنده در داخل گیربکس حرکت می کند چه اتفاقی می افتد؟ چرا هنگام تعویض دنده گاهی صدای عجیب و غریب مانند خرد شدن به نظر می رسد؟ چرا هنگام حرکت به جلو ماشین را به عقب برنمی‌داریم؟ آیا این باعث شکستن قطعات داخل گیربکس می شود؟ اینها تنها بخشی از سوالات احتمالی برای کسی است که حداقل یک بار پشت فرمان بوده است. در این مقاله به همین سوالات پاسخ می دهیم و با نحوه عملکرد گیربکس های دستی آشنا می شویم.

اصول فیزیکی

قبل از معرفی قطعات و نحوه عملکرد گیربکس دستی، ابتدا باید یکی از ابتدایی ترین و ابتدایی ترین قطعات مکانیکی گیربکس را بسازیم. دنده، بیایید ملاقات کنیم. چرخ دنده ها به چرخ دنده هایی گفته می شود که دارای سوراخی به اندازه محوری هستند که چرخ دنده در آن روی این شفت نصب شده است. وقتی می خواهیم بین دو محور ارتباط برقرار کنیم باید روی هر دو یک دنده قرار دهیم. در واقع دنده می تواند با تغییر جهتی که گشتاور و سرعت کنترل می شود، گشتاور را انتقال دهد. اندازه چرخ دنده های درگیر باید یکسان باشد، اما قطر آنها ممکن است متفاوت باشد. اگر قطر دنده ها با هم مساوی باشد سرعت دو محوری که دنده ها روی آن ها نصب می شود یکسان خواهد بود اما اگر قطر آنها مساوی نباشد دنده های با قطر کمتر (کوچکتر) بیشتر می چرخند و بنابراین سرعت بالاتری وجود دارد..

همانطور که در شکل زیر می بینید، یک دنده کوچکتر با 25 دنده باید سه برابر سریعتر از یک دنده بزرگتر با دنده 75 بچرخد، به این معنی که وقتی دنده بزرگ یک دور می چرخد، دنده کوچک سه بار می چرخد. قدرت، گشتاور و گشتاور همیشه از یک محور یا چرخ دنده به دیگری منتقل می شود. به عنوان مثال در خودرویی اگر یک محور به چرخ ها و محور دیگر به موتور خودرو متصل شود، محور محرک را محور محرک و محور محرک را محور محرک می نامند.

برای بیان رابطه بین گشتاور و سرعت بین دو دنده درگیر از یک رابطه فیزیکی به نام نسبت دنده (نسبت دنده) استفاده می شود و به صورت N1 / N2 = T2 / T1 بیان می شود. در این راستا N نشان دهنده سرعت چرخش و T نشان دهنده تعداد دنده ها است. در مثال بالا، از آنجایی که سرعت یک دنده سه برابر سریعتر از دنده دیگر است، نسبت دنده می تواند 3 یا 1/3 باشد. اگر محور محرک کوچک و محور محرک بزرگ باشد، نسبت دنده از تقسیم تعداد دندانه های چرخ محرک (75 دندان) بر تعداد دندانه های چرخ محرک (25 دندان) به دست می آید که برابر است با 3 و اگر محور محرک دنده بزرگ باشد و چرخ محرک اگر کوچک باشد، نسبت دنده 1/3 خواهد بود.

فرض کنید در این مکانیسم دنده کوچک درگیر شده و دنده بزرگ متحرک باشد. در این حالت سرعت خروجی (از محور متحرک) نسبت به سرعت ورودی (از محور متحرک) کاهش می یابد و میزان این کاهش دقیقاً 1/3 است. یعنی اگر محرک ماشین با یک دنده کوچک وصل شده باشد و چرخ های ماشین با یک دنده بزرگ وصل شود، سرعت چرخ های ماشین 1/3 سرعت درایو است. در این حالت ضریب انتقال برابر با 3 خواهد بود در واقع مکانیزم سرعت خروجی را 3 برابر نسبت به سرعت ورودی کاهش داده است.

از سوی دیگر، رابطه فیزیکی بین گشتاور، سرعت چرخش و قدرت محرکه به صورت P=T×S بیان می‌شود که در آن P قدرت، S سرعت چرخش و T گشتاور است. با توجه به توان تولیدی ثابت درایو، کاهش سرعت در مثال بالا تمام ماجرا نخواهد بود، بلکه کاهش سه برابری سرعت با افزایش سه برابری گشتاور همراه خواهد بود. در این مثال، اگرچه سرعت خروجی 1/3 بود (سه برابر کاهش یافت)، گشتاور خروجی نیز سه برابر شد (سه برابر افزایش یافت) که ماهیت کلی نسبت دنده است.

جعبه و لوازم جانبی

پس از کلاچ، گیربکس دومین عنصر سیستم انتقال خودرو است و از تعدادی چرخ دنده و محور (شفت) تشکیل شده است که همگی در یک محفظه قرار دارند. وظیفه گیربکس تغییر گشتاور تولید شده توسط درایو و تنظیم سرعت چرخش چرخ ها می باشد. تمامی خودروهای دارای موتور احتراق داخلی دارای محدودیت دور موتور هستند که اکثر آنها با رنگ قرمز روی صفحه مدرج پشت فرمان مشخص شده اند. هدف از این ارزیابی آگاهی دادن به راننده در مورد عملکرد پیشرانه و کارایی آن است. همه موتورها حداکثر قدرت خود را در یک دور موتور مشخص تولید می کنند و هدف این است که راننده همیشه بتواند با استفاده از گیربکس و انتخاب دنده مناسب از موتور در بهترین حالت استفاده کند. این ایده در نهایت منجر به اختراع CVT یا گیربکس سرعت متغیر شد که همیشه از درایو در شرایط ایده آل (یا نزدیک به آن) استفاده می کند.

گیربکس های دستی ساده معمولا دارای سه محور هستند. اولین شفتی که توسط کلاچ به درایو متصل می شود، محور محرک نامیده می شود. محور دوم را محور متحرک می نامند که از طریق محور سوم که محور رابط نامیده می شود به محور محرک متصل می شود. برای درک بهتر، تصویر زیر را ببینید.

شکل بالا یک گیربکس 6 سرعته را نشان می دهد. محور سبز شفت محرک (متصل به درایو) است که روی آن چرخ دنده ها با محور محرک یکپارچه شده و با همان سرعت محور محرک و درایو می چرخند. محور قرمز، محور رابطی است که وظیفه انتقال گشتاور از محور محرک به محور متحرک را بر عهده دارد. در این محور چندین چرخ دنده یکپارچه با محور وجود دارد که با سرعتی مشابه سرعت چرخش محور محرک می چرخند. محور سوم که با رنگ زرد مشخص شده است، محور متحرک است. چرخ دنده هایی با قطرهای مختلف بر روی این محور قرار دارند که بر خلاف سایر محورها، این چرخ دنده ها با محور متحرک یکپارچه نیستند، بلکه بر روی یاتاقان ها نصب می شوند تا بدون حرکت محور متحرک بچرخند. اما وقتی دنده در حال حرکت است، دنده های داخل گیربکس چگونه حرکت می کنند؟ برای پاسخ به این سوال ابتدا باید با اجزای دخیل در عمل تعویض دنده آشنا شویم.

دسته دنده

میله های فلزی که راننده با آن مدل H شکل را روشن می کند.

مراحل اصلی

میله های فلزی که از یک طرف به دسته دنده و از طرف دیگر به براکت متصل می شوند. با حرکت دادن دسته دنده، راننده در واقع شفت را به حرکت در می آورد.

بیا دیگه

قطعه ای نیم دایره ای که به انتهای شفت متصل می شود و نیروی دست راننده را به لغزنده منتقل می کند. با این حرکت، لغزنده دنده با دنده درگیر می شود.

دنده کشویی

همانطور که قبلا ذکر شد، چرخ دنده های نصب شده بر روی محور سوم گیربکس بر روی بلبرینگ نصب می شوند و می توانند آزادانه بدون اعمال نیرو به شفت بچرخند. لغزنده چرخ دنده با اتصال چرخ دنده ها به چرخ دنده هماهنگ کننده وظیفه محکم کردن چرخ دنده را به محور دارد تا گشتاور تولید شده توسط درایو به چرخ ها منتقل شود.

تجهیزات هماهنگی

سطح خارجی بلبرینگ دندان دندانه دار است. بلبرینگ ها کاملاً به شفت سوم متصل هستند و با همان سرعت شفت حرکت می کنند. در حین تعویض دنده، میل لنگ به لغزنده دنده نیرو وارد کرده و آن را به دنده تنظیم هدایت می کند، به طوری که با بسته شدن دنده ها به هم، محور شماره سه با سرعت دنده درگیر شروع به چرخش می کند.

دنده برنجی

از آنجایی که سرعت چرخش یاتاقان ها با سرعت چرخش چرخ دنده ها برابر نیست، احتمال ثابت نشدن دندانه ها و یاتاقان ها بسیار زیاد است. زیرا دندان های این دو قسمت لزوماً همیشه رو به روی هم نیستند. برای رفع این مشکل و انجام هر چه سریعتر و روان ترین عملیات تعویض دنده، قطعه دندانه دار به نام دنده برنجی بین این دو قسمت قرار می گیرد. همانطور که شفت حرکت می کند، یک لغزنده چرخ دنده نیرویی به چرخ دنده برنجی وارد می کند و آن را به دندانه های یاتاقان نزدیک می کند. به دلیل اصطکاک زیاد بین چرخ دنده برنجی و بلبرینگ، سرعت چرخش این دو قسمت در کسری از ثانیه با یکدیگر برابر است و در نتیجه دندانه های لغزنده چرخ دنده به راحتی با دندانه های یاتاقان ثابت می شوند. در واقع صدای خراش مانند له شدن قطعات در هنگام تعویض دنده مربوط به سرعت لغزش و بلبرینگ ناموزون است که در اثر برخورد دندانه های این دو قطعه شنیده می شود.

دنده عوض کن

به طور خلاصه، راننده پدال کلاچ را فشار می دهد و محور محرک (درایو) را از درایو جدا می کند. سپس با حرکت دادن دسته دنده باعث حرکت شفت و در نتیجه شافت می شود. با فشار دادن لغزنده مربوط به دنده مورد نظر راننده، گیربکس به دنده برنجی نیرو وارد می کند و به طور خلاصه سرعت چرخ دنده برنجی و یاتاقان را یکسان می کند. در نهایت دندانه های کشویی چرخ دنده به بلبرینگ متصل می شود که باعث می شود شفت سوم با سرعت مناسب چرخ دنده بچرخد.

دنده معکوس

دنده عقب ترکیبی از سه دنده است. یک دنده خالی در دنده عقب وجود دارد که وظیفه تغییر جهت چرخش دنده عقب را بر عهده دارد. دنده عقب همیشه در خلاف جهت دنده های دیگر می چرخد ​​که به دلیل عدم وجود مکانیزم هماهنگ کننده برای آن جالب توجه است. به همین دلیل برای قرار دادن خودرو در معکوس باید خودرو به طور کامل متوقف شود. تلاش برای قرار دادن ماشین در حال حرکت در عقب بی فایده است و تنها نتیجه آن صداهای غیر معمول و تند خواهد بود./Zomit