انواع و عملکرد گیربکس، دلایل خرابی و صدادادن گیربکس
آیا تابهحال به این موضوع فکر کردهاید که چگونه نیروی موتور، چرخهای خودرو را با سرعتها و قدرتهای متفاوتی به حرکت درمیآورد؟ جواب این سؤال در یک مؤلفه بهنام گیربکس نهفته است که بخشی اساسی از یک اتومبیل را تشکیل میدهد. گیربکس(gearbox، به فارسی: جعبهدنده) که همچنین بهعنوان transmission (انتقال) نیز شناخته میشود، مؤلفهای مکانیکی است که بااستفاده از نسبت دندههای مختلف، به انتقال انرژی از موتور به چرخها کمک میکند. gearbox در مسیر بین موتور و چرخها قراردارد و از چندین چرخدنده، شفت و یاتاقان تشکیل شده است. جعبهدنده از طریق کلاچ به میللنگ موتور متصل میشود. سیستمکلاچ، به موتور و گیربکس اجازه میدهد تا در هنگام تغییر چرخدندهها بهطور موقت از هم جدا شوند. نقش اصلی گیربکس این استکه برای دستیابی به عملکرد بهینه، در سرعتهای مختلف مقدار مناسبی از نیرو و گشتاور را به چرخها وارد کند. در این مقاله، ماانواع گیربکس موجود در دنیا و دلایل خرابی و صدادادن این بخش مهم اتومبیل را بررسی خواهیم کرد.
مکانیزم (نحوۀ عملکرد) گیربکس
وظیفۀ گیربکس انتقال قدرت مناسب از موتور به چرخها است. در واقع این گیربکس است که به راننده کمک میکند تا گشتاور موتور رابه حداکثر یا حداقل برساند. در خودروها، گیربکس، جعبهای فلزی است که ترکیبات مختلفی از چرخدندهها را در خود جای داده است. هر دنده، اندازۀ متفاوتی دارد و اولین دنده، بزرگترینِ آنها است و حداکثر گشتاور و حداقل سرعت را ارائه میدهد.
یک راننده میتواند دندههای مختلف را با استفاده از اهرم دنده در کنار دست خود انتخاب کند. او میتواند با توجه به شرایط رانندگی، دندهای را انتخاب کند که گشتاور خروجی و سرعت موتور خودرو را تغییر دهد. هنگامی که پیکربندی چرخدندهها تغییر میکند، شفتخروجی متصل به گیربکس، گشتاور و سرعت خروجی آن را تغییر میدهد.
انواع گیربکس که باید در مورد آنها بدانید
سیستم gearbox در وسایل نقلیه بهطورکلی به دو کلاس دستی و اتوماتیک تقسیم میشود. کلاس دستی که برای ما ایرانیان کاملاً شناخته شده است ولی نیاز به تفصیل دارد. کلاس اتوماتیک هم که اخیراً مدلهای بسیاری از آن را در میان دوستان و آشنایان خودمیبینیم انواعی دارد که در ادامه به آن می پردازیم.
گیربکس دستی
از این گیربکس بهعنوان stick–shift یا standard transmission نیز یاد میشود. ما ایرانیها بهخوبی با این نوع گیربکس آشناهستیم؛ چون هنوز هم بهدلیل هزینۀ کم، خودروهای تولید داخل فراوانی با همین انواع گیربکس قدیمی روانۀ بازار میشوند. در اینخودروها، راننده باید بهصورت دستی، نسبتِ دندههای درون گیربکس را با کلاچ و اهرمِ دنده تعویض کند. گیربکس دندهکشویی، مشثابت و پیشانتخابکننده انواع مختلفی از گیربکسهای دستی هستند.
گیربکس دستی به راننده اجازه میدهد تا دندهها را بهطور کامل کنترل کند؛ یعنی این امکان را به راننده میدهد که از مهارتهای خوددر انتخاب دندۀ مناسب برای صرفهجویی در مصرف سوخت استفاده کند و همچنین به او کمک میکند تا به سرعت و شتاب موردنظرخود دست یابد.
گیربکس DCT اتوماتیک (دوکلاچه یا Dual Clutch Transmissions)
باتوجهبه محبوبیت بالا در میان رانندگان، امروزه DCT به یک گیربکس بسیار رایج برای خودروهای دیزلی و بنزینی تبدیل شده است. در این نوع، دو کلاچ وجود دارد: یکی برای دندههای فرد و دیگری برای دندههای زوج. در ادامه، ویژگیهای این gearbox ذکر شدهاست:
این گیربکس در بسیاری از خودروهای پرفورمنس وجود دارد که تعویض دنده در آنها تقریباً غیرقابل تشخیص است. علاوهبراین، اگرخودرو دارای DCT کلاچ خشک باشد، هیچ تلفاتی در پمپاژ سیّال وجود نخواهد داشت؛ درنتیجه راندمان سوخت، بیشتر میشود.
مبدل گشتاور اتوماتیک (Torque Convertor Automatic)
در این سیستم هم مانند سایر انواع گیربکس اتوماتیک، راننده بهصورت فیزیکی دندهها را تعویض نمیکند. مبدل گشتاور، یکگیربکس پرکاربرد است که اتومبیل را قادر میسازد تا حتی در زمانی که موتور کار میکند بهراحتی متوقف شود. ویژگیهای گیربکساتوماتیک مبدل گشتاور به شرح زیر است:
مهمترین مزیت این سیستمِ انتقالِ قدرت، در این است که شتابگیریِ نرمی در سرعتهای پایین دارد و حتی در دورهای پایین، باعثمیشود موتور، واکنش بسیار خوبی نشان دهد.
گیربکس AMT (دستیِ خودکارشده یا Automated Manual Transmission)
این گیربکس دستی دارای یک محرک با کنترل الکترونیکی یا هیدرولیکی است که دندهها را بهطور خودکار تعویض میکند و برای اینکار از کلاچ معمولی، پیکربندی دنده، سنسورها، پردازندهها، محرکها و پنوماتیک استفاده میکند. برخی از ویژگیهای مهم این مورداز انواع گیربکس به شرح زیر است:
مزیت مهم این نوع گیربکس، راندمان بالای سوخت آن است.
گیربکس CVT اتوماتیک (متغیر پیوسته یا Continuously Variable Transmission)
این نوع گیربکس بهعنوان سیستم انتقال پولی (pulley) یا بدون پله (step–less) نیز شناخته میشود. گیربکسهای CVT برای عملکردبه گشتاور وابسته نیستند. در عوض، از ضرایب دنده برای انتقال نیرو بهمنظور حرکت و قدرتدادن به خودرو استفاده میکنند. برخیاز ویژگیهای مهم این گیربکسها به شرح زیر است:
CVT برای خودروهای هیبریدی مفید است؛ زیرا میتواند بهطور مؤثری، حجم کار بین یک موتور الکتریکی و یک موتور بنزینی رامتعادل کند. این سیستمِ نسبتاً جدید، دستخوش پیشرفتهای زیادی شده است؛ بنابراین نسخههای بعدی احتمالاً میتوانند بسیاربهتر باشند.
دلایل خرابی و صدادادن انواع گیربکس
صدادادن، اولین علامت هشداردهندۀ خرابی انواع گیربکس است. هرچه زودتر مشکل پیدا و تعمیر شود بهتر است؛ زیرا قطعاتکمتری تحت تأثیر قرار میگیرند و هرگونه تعمیر، هزینۀ کمتری خواهد داشت. سایش یاتاقان، دنده و شفت شایعترین دلایل ایجادصدا هستند. همانطور که چرخدندهها و بلبرینگها میچرخند، خراشها و سوراخهای کوچکی بر روی آنها ایجاد میشود که با رشدآنها، این نواقص باعث ایجاد صدای بیشتری میشوند. متأسفانه تا زمانی که این مشکل را تجربه نکرده باشید، درک میزان صداییکه وجود یک یاتاقان یا چرخدندۀ ازکارافتاده را نشان میدهد، میتواند بسیار دشوار باشد. البته واقعاً هیچ جایگزینی برای یک گوشِ باتجربه برای تشخیص این مشکل وجود ندارد! پس در صورت شنیدن کوچکترین صدای غیرعادی از gearbox بهسرعت به یکتعمیرکار باتجربه مراجعه کنید.
گاهی اوقات هم نالهای که نسبتاً ناگهانی ظاهر میشود و در مدتزمان کوتاهی بسیار بلند میشود، میتواند نشان دهندۀ آسیب بهدندهها یا یاتاقانهای گیربکس باشد. محتملترین منبع این آسیب، کمبود روغنکاری گیربکس (واسکازین) است. اگر لایۀ روغنِ رویدندانههای چرخدنده، بیشازحد نازک شود، دندانهها همدیگر را خراش میدهند و حتی اگر روغن گیربکس را تعویض کنید یا دوبارهپُر کنید، چرخدندههای آسیبدیده هرگز بهبود نمییابند.
سخن پایانی
جالب است بدانید که برخلاف خودروهای بنزینی و هیبریدی، خودروهای الکتریکی تنها به باتری و موتور متکی هستند. یک موتورالکتریکی تمام گشتاور موجود را در هر سرعتی ارائه میدهد؛ بنابراین نیاز به مدیریت افزایش گشتاور در محدودۀ دور موتور را از بینمیبرد. این امر باعث میشود که رانندگی با خودروهای برقی در بین انواع وسایل نقلیه راحتتر باشد، چون نیاز به انواع گیربکسندارند!
مقالات بیشتر
انژکتور خودرو؛ قلب تپنده سوخترسانی و تاثیر آن بر شتاب و مصرف سوخت
