گیربکس چیست و چگونه کار می‌کند؟

گیربکس یا جعبه دنده، وسیله‌ای مکانیکی است که گشتاور و سرعت خروجی موتور را تغییر می‌دهد. این کار با استفاده از مجموعه‌ای از چرخ‌دنده‌ها انجام می‌شود که در پیکربندی‌های مختلف چیده شده‌اند.

وظایف اصلی گیربکس:

افزایش گشتاور: گیربکس می‌تواند گشتاور موتور را در دورهای پایین افزایش دهد تا خودرو از حالت سکون حرکت کند و از تپه‌ها بالا برود.

تغییر سرعت: گیربکس به راننده اجازه می‌دهد تا سرعت خودرو را با شرایط رانندگی تطبیق دهد.

حرکت معکوس: گیربکس به خودرو امکان حرکت به عقب را می‌دهد.

اجزای اصلی گیربکس:

محورها: شفت‌هایی که چرخ‌دنده‌ها را به هم متصل می‌کنند.

چرخ‌دنده‌ها: دنده‌هایی با دندانه‌های درگیر شده که گشتاور و سرعت را منتقل می‌کنند.

بلبرینگ‌ها: یاتاقان‌هایی که برای کاهش اصطکاک و پشتیبانی از چرخش شفت‌ها استفاده می‌شوند.

کلاچ: (در گیربکس‌های دستی) وسیله‌ای که موتور را از گیربکس جدا می‌کند تا راننده بتواند دنده‌ها را عوض کند.

مبدل گشتاور: (در گیربکس‌های اتوماتیک) وسیله‌ای که گشتاور را از موتور به گیربکس منتقل می‌کند و به نرمی دنده‌ها را عوض می‌کند.

سیستم کنترل: (در گیربکس‌های اتوماتیک) سیستمی که انتخاب دنده و زمان تعویض دنده را بر اساس ورودی راننده و شرایط رانندگی کنترل می‌کند.

انواع گیربکس:

گیربکس دستی: در این نوع گیربکس، راننده با استفاده از اهرم تعویض دنده و پدال کلاچ، دنده‌ها را به صورت دستی عوض می‌کند.

گیربکس اتوماتیک: در این نوع گیربکس، دنده‌ها به طور خودکار توسط سیستم کنترل گیربکس عوض می‌شود.

مزایا و معایب هر نوع گیربکس:

گیربکس دستی:

مزایا:

راندمان بالا و مصرف سوخت کمتر

قیمت ارزان‌تر

کنترل بیشتر راننده بر روی خودرو

معایب:

رانندگی سخت‌تر، نیاز به مهارت بیشتر

استهلاک بیشتر به دلیل تعویض دنده دستی

احتمال خطای انسانی در تعویض دنده

گیربکس اتوماتیک:

مزایا:

رانندگی آسان‌تر و راحت‌تر

استهلاک کمتر به دلیل عدم نیاز به کلاچ و تعویض دنده دستی

تعویض دنده نرم و بدون ضربه

معایب:

راندمان پایین‌تر و مصرف سوخت بیشتر

قیمت گران‌تر

کنترل کمتر راننده بر روی خودرو

نحوه عملکرد گیربکس دستی:

راننده پدال کلاچ را فشار می‌دهد تا موتور از گیربکس جدا شود.

راننده اهرم تعویض دنده را به دنده مورد نظر منتقل می‌کند.

راننده به آرامی پدال کلاچ را رها می‌کند تا دنده جدید درگیر شود.

نحوه عملکرد گیربکس اتوماتیک:

راننده با انتخاب حالت رانندگی (مانند Drive یا Reverse) به گیربکس فرمان می‌دهد.

سیستم کنترل گیربکس دنده مناسب را با توجه به سرعت خودرو و شرایط رانندگی انتخاب می‌کند.

مبدل گشتاور یا کلاچ‌های اتوماتیک، گشتاور را از موتور به گیربکس منتقل می‌کنند و دنده جدید درگیر می‌شود.

 

انواع گیربکس دستی:

گیربکس‌های دستی را می‌توان بر اساس نحوه درگیر شدن دنده‌ها به دو دسته تقسیم کرد:

1. گیربکس مش کشویی (Sliding Mesh):

این نوع گیربکس، ساده‌ترین نوع گیربکس دستی است و عمدتا در خودروهای قدیمی‌تر یافت می‌شود. در این گیربکس، راننده با حرکت دادن اهرم تعویض دنده، دنده‌ مورد نظر را مستقیما روی شفت اصلی به جلو یا عقب می‌لغزاند تا با چرخ‌دنده مربوطه درگیر شود. این کار نیازمند مهارت و زمان بیشتری برای تعویض دنده نرم است.

2. گیربکس مش ثابت (Constant Mesh):

این نوع گیربکس، رایج‌ترین نوع گیربکس دستی در خودروهای امروزی است. در این گیربکس، تمامی چرخ‌دنده‌ها دائما درگیر هستند و روی شفت‌های خود به صورت ثابت قرار دارند. کلاچ وظیفه دارد تا موتور را از مجموعه چرخ‌دنده‌ها جدا کند و با حرکت دادن همگام‌سازها، سرعت چرخش دو چرخ‌دنده را قبل از درگیر شدن با هم هماهنگ کند. این کار باعث تعویض دنده نرم‌تر و سریع‌تر می‌شود.

گیربکس اتوماتیک:

همانطور که اشاره شد، گیربکس‌های اتوماتیک به صورت خودکار دنده‌ها را عوض می‌کنند. در این نوع گیربکس‌ها معمولا از دو جزء اصلی استفاده می‌شود:

1. انتقال سیاره‌ای (Planetary Gearset):

انتقال سیاره‌ای مجموعه‌ای از چرخ‌دنده‌های خورشیدی، سیاره‌ای و حلقه‌ای است که با چیدمان خاص خود، امکان ایجاد نسبت‌های دنده مختلف را فراهم می‌کند. با تغییر وضعیت این اجزا (قفل شدن یا آزاد شدن) توسط سیستم کنترل، گشتاور و سرعت خروجی گیربکس تغییر می‌کند.

2. انتقال مبدل گشتاور (Torque Converter):

انتقال مبدل گشتاور، نوعی کلاچ سیال است که در برخی از گیربکس‌های اتوماتیک وجود دارد. این جزء به نرمی اتصال موتور به گیربکس را برقرار می‌کند و همچنین می‌تواند در دورهای پایین موتور، گشتاور را برای شروع حرکت خودرو افزایش دهد. در برخی از گیربکس‌های اتوماتیک جدیدتر، به جای مبدل گشتاور از کلاچ‌های چند صفحه‌ای استفاده می‌شود که عملکردی شبیه به کلاچ در گیربکس دستی دارد.

انواع گیربکس اتوماتیک:

امروزه گیربکس‌های اتوماتیک با فناوری‌های مختلفی ساخته می‌شوند و ممکن است نام‌های تجاری متفاوتی داشته باشند. اما به طور کلی می‌توان آن‌ها را به دو دسته اصلی تقسیم کرد:

1. گیربکس اتوماتیک سنتی (Conventional Automatic Transmission):

این نوع گیربکس اتوماتیک از مبدل گشتاور به همراه انتقال سیاره‌ای استفاده می‌کند. تعویض دنده‌ها با کنترل فشار روغن هیدرولیک بر روی بسته‌های کلاچ و نوارهای ترمز در داخل انتقال سیاره‌ای انجام می‌شود.

2. گیربکس اتوماتیک دو کلاچه (Dual-Clutch Transmission - DCT):

این نوع گیربکس اتوماتیک از دو کلاچ مجزا و دو مجموعه انتقال سیاره‌ای مجزا استفاده می‌کند. این سیستم به گیربکس اجازه می‌دهد تا دنده بعدی را از پیش آماده کند و تعویض دنده را بسیار سریع و نرم انجام دهد. گیربکس‌های دوکلاچه عملکردی شبیه به گیربکس‌های دستی اتوماتیک شده دارند و بازدهی آن‌ها نیز معمولا بالاتر از گیربکس‌های اتوماتیک سنتی است.

 

انتخاب گیربکس مناسب در آینده احتمالا تحت تاثیر عوامل بیشتری از قبیل:

• توسعه خودروهای الکتریکی: با توجه به ماهیت گشتاور بالای موتورهای الکتریکی، ممکن است در آینده نیازی به گیربکس‌های چندحالته در این نوع خودروها نباشد.
• توجه بیشتر به مصرف سوخت و آلایندگی: گیربکس‌هایی که بتوانند بازدهی موتور را به حداکثر برسانند و آلایندگی خودرو را کاهش دهند، در اولویت قرار خواهند گرفت.
• فناوری‌های خودران: در خودروهای خودران، گیربکس باید به گونه‌ای طراحی شود که با سیستم کنترل خودکار خودرو هماهنگ باشد و بتواند به طور ایمن و کارآمد در سناریوهای مختلف رانندگی عمل کند.

با پیشرفت فناوری و نیازهای روزافزون صنعت خودرو، می‌توان انتظار داشت که گیربکس‌های نسل‌های آینده هوشمندتر، کارآمدتر و با قابلیت‌های بیشتری همراه باشند.

 

جمع‌بندی

گیربکس نقش مهمی در عملکرد خودرو دارد و به راننده اجازه می‌دهد تا با شرایط مختلف رانندگی سازگار شود. نوع گیربکس مناسب برای هر خودرو به عوامل مختلفی مانند نوع رانندگی، نیازهای راننده و بودجه بستگی دارد.

 

انواع گیربکس های خودرو در فروشگاه ماشین چینی> گیربکس ام وی ام>گیربکس لیفان>گیربکس جک>انواع گیربکس خودرو چینی

 

مقاله پیشنهادی:

لیست قطعات خودروهای چینی