انتقالیک جزء مهم در خودرو است و برای انتقال نیروی موتور به چرخ های محرک طراحی شده است. در فرآیند انتقال قدرت، به صورت گشتاور، تبدیل (افزایش یا کاهش)، تغییر جهت و ... می شود. دومین هدف گیربکس، قطع گشتاور از گیربکس است، به استثنای گیربکس دستی. در این نوع گیربکس، گشتاور با استفاده از یک واحد جداگانه - کلاچ خاموش می شود.
اجازه دهید در زیر تمام مفاهیم گیربکس، مزایا و معایب اصلی آنها و چشم اندازها را در نظر بگیریم.
انواع اصلی گیربکس وجود دارد:
گیربکس دستی (گیربکس دستی)
گیربکس اتوماتیک (گیربکس اتوماتیک)
گیربکس رباتیک (گیربکس دستی)
جعبه متغیر (متغیر)
گیربکس دستی به صورت دستی کنترل می شود، این یک نوع قدیمی تر است، اما خود را به خوبی ثابت کرده است، به خصوص در میان رانندگانی که دوست دارند قدرت کامل اسب آهنین خود را احساس کنند. عیب طبیعی چنین گیربکس هایی راندمان پایین است که به دلیل اصطکاک دندانه های دنده و مقاومت در برابر روغن گیربکس است.
دو نوع اصلی گیربکس مورد استفاده در خودروهای سواری وجود دارد: مکانیکی و اتوماتیک (هیدرومکانیک). گیربکس دستی توسط راننده کنترل می شود که شامل دنده مورد نظر اوست (بسته به حالت رانندگی خودرو). در گیربکس هیدرومکانیکی، دنده ها بسته به بار موتور (سرعت میل لنگ) به طور خودکار تعویض می شوند.
هر اصل عملیاتگیربکس بر اساس تغییر در سرعت چرخش دنده محرک هنگام تغییر تعداد دندانه های دنده محرک است. اگر تعداد دندانه های دنده محرک کاهش یابد، چرخ دنده رانده با فرکانس کمتری می چرخد و اگر افزایش یابد با فرکانس بالاتری می چرخد. در عین حال، با کاهش تعداد دندانه های چرخ دنده محرک، گشتاور روی چرخ دنده رانده افزایش می یابد.
به طور معمول، جعبه دنده های خودروهای سواری دارای چهار یا پنج جفت دنده با ضریب دنده های مختلف هستند. بسته به تعداد آنها، گیربکس چهار یا پنج سرعته نامیده می شود. (دنده عقب در این عدد گنجانده نشده است، البته در هر گیربکسی لازم است.) ضریب دنده از پایین ترین (اول) دنده به بالاترین (چهارم یا پنجم) به تدریج کاهش می یابد. ضریب دنده چهارم در همه گیربکس ها معمولا برابر با یک است. این نوع انتقال مستقیم نامیده می شود.
دنده یک برای راه اندازی و حرکت خودرو با کمترین سرعت در نظر گرفته شده است. هنگام شتاب گیری تا 10... 15 کیلومتر در ساعت، می توانید به دنده دوم، سپس با سرعت 30... 40 کیلومتر در ساعت - به سوم و در نهایت با سرعت 60... 70 کیلومتر بر ساعت بروید. h - تا دنده چهارم. کتابچه راهنمای عملیات برای یک وسیله نقلیه خاص باید حداکثر سرعت را در هر دنده نشان دهد.
دنده ها را (از پایین به بالا) فقط به صورت متوالی تعویض کنید. در صورت کاهش سرعت و تعویض دنده، در صورتی که سرعت خودرو اجازه دهد، می توان برخی از مراحل را نادیده گرفت. به عنوان مثال، پس از رانندگی در یک خط مستقیم با سرعت 60 کیلومتر در ساعت و کاهش سرعت تا 20 کیلومتر در ساعت قبل از پیچیدن به پیچ، می توانید از دنده چهارم به دنده دوم تغییر دهید.
اخیراً گیربکس های پنج سرعته به طور فزاینده ای رایج شده اند. دنده پنجم در آنها یک اوردرایو است (نسبت دنده کمتر از یک است، به عنوان مثال 0.8، یعنی تعداد دندانه های دنده رانده کمی کمتر از تعداد دندانه های دنده درایو است). این گیربکس به شما این امکان را می دهد که با سرعت ثابت بیش از 80 کیلومتر در ساعت با سرعت میل لنگ کاهش یافته، به عنوان مثال در یک بزرگراه صاف صاف، رانندگی کنید و موتور سوخت کمتری مصرف می کند.
در گیربکس های خودروهای سواری مدرن تمامی جفت دنده ها بصورت مش ثابت بوده و برای عملکرد بادوام و بی صدا دندانه های دنده مارپیچ می باشد. همگام ساز به راننده این امکان را می دهد که بدون صدا دنده مورد نیاز را درگیر کند.
همگام ساز شامل یک هاب است که به طور سفت و سخت روی شفت ثانویه نصب شده است که روی سطح آن دندانه ها وجود دارد. یک کوپلینگ چرخ دنده که در امتداد آن حرکت می کند روی دندانه های هاب قرار می گیرد. طراحی کلاچ اجازه می دهد تا زمانی که درگیر است، فرکانس دنده درگیر را با سرعت چرخش شفت محرک برابر کند. شیار حلقه در سطح کوپلینگ برای یک دوشاخه کار می کند که به قطعات مکانیزم تعویض دنده متصل می شود. چرخ دنده ها آزادانه روی شفت ثانویه (محرک) قرار می گیرند. همه آنها به صورت یک واحد با رینگ های دنده دندانه دار ساخته می شوند.
برای درگیر کردن دنده 1، کلاچ عقب را به عقب ببرید تا به چرخ دنده حلقه ای بزرگترین دنده روی شفت محرک متصل شود. در این حالت نیروی چرخشی از موتور از طریق چرخ دنده ها به شفت ثانویه منتقل می شود.
برای درگیر کردن دنده عقب، از دنده میانی استفاده کنید. هنگام حرکت معکوس، چرخش از شفت ورودی به شفت ثانویه از طریق چرخ دنده شفت میانی و چرخ دنده به چرخ دنده متحرک منتقل می شود، که در امتداد خطوط شفت به عقب حرکت می کند. در این حالت شفت ثانویه جهت چرخش را برعکس تغییر می دهد.
گیربکس اتوماتیک نیز از دیرباز در صنعت خودروسازی شناخته شده و مورد استفاده قرار می گیرد. تغییر سطوح سرعت به طور خودکار انجام می شود، اما دستور شروع حرکت یا معکوس کردن به فرمان راننده نیاز دارد. مانند گیربکس دستی، گیربکس اتوماتیک نیز به همین دلایل و به دلیل وجود دنده های سیاره ای در جعبه دنده، کارایی پایینی دارد.
البته خانم های ما طرفدار چنین جعبه هایی هستند. بسیاری به سادگی نمی دانند که قبلاً یک پدال سوم - کلاچ - وجود داشته است. مصرف کننده آمریکایی را می توان یک خانم نیز در نظر گرفت؛ آمریکایی ها به ندرت خودروهایی با گیربکس دستی می خرند.
همانطور که در بالا ذکر شد، گیربکس دستی بهترین گزینه گیربکس است و حتی یک گیربکس رباتیک بر اساس آن اما با کنترل اتوماتیک ساخته می شود. کنترل ربات حتی می تواند با سبک رانندگی آن سازگار شود. معایب آن مانند مکانیک است، اما مزایای بسیار بیشتری دارد. با استفاده از دو شفت، افزایش کارایی، کاهش ابعاد کلی و افزایش قابلیت اطمینان جعبه امکان پذیر شد.
گیربکس های اتوماتیک (AT) عمدتاً در اتومبیل های خارجی (به ویژه آمریکایی) و در اتومبیل های داخلی - در برخی از اتومبیل های ولگا یافت می شوند. تفاوت اصلی بین گیربکس اتوماتیک و گیربکس دستی، انتقال گشتاور از موتور به گیربکس از طریق فشار جریان سیال در مبدل گشتاور است (مکانیسم کلاچ وجود ندارد).
مبدل گشتاور یکی از انواع انتقال هیدرودینامیکی است. این شامل چرخ های پمپ و توربین و راکتوری است که بین آنها قرار گرفته و پر از مایع است. چرخ پمپ به طور صلب به چرخ فلایویل و محور محرک متصل می شود و هنگامی که موتور کار می کند، جریان قدرتمندی از سیال ایجاد می کند که چرخ توربین را می چرخاند. از پره های چرخ توربین، مایع به پره های راکتور می ریزد و در نتیجه نیروی واکنشی در جهت چرخش چرخ توربین هدایت می شود. بسته به سرعت چرخش میل لنگ موتور، نیروی واکنشی افزایش یا کاهش می یابد و در مکانیسم پله (گیربکس) که توسط شفت محرک به مبدل گشتاور متصل است، تعویض دنده اتوماتیک - به ترتیب بالا یا پایین (بالا) انجام می شود. یا پایین).
استفاده از مبدل گشتاور به شما این امکان را می دهد که به آرامی دور شوید و به آرامی در زیر بار شتاب بگیرید و به طور مداوم سرعت خودرو را تغییر دهید.
رانندگی با خودرویی با گیربکس اتوماتیک مطمئنا راحت تر از خودرویی با گیربکس دستی است. با این حال، چنین خودروهایی معمولاً گرانتر هستند و تعمیر گیربکس اتوماتیک در صورت خرابی دشوارتر است.
برای روانکاری قطعات گیربکس دستی از روغن دنده استفاده می شود که حجم مشخصی از آن در محفظه جعبه دنده و محرک نهایی ریخته می شود. روغن گیربکس هزینه های انرژی را برای غلبه بر اصطکاک کاهش می دهد، سایش قطعات را کاهش می دهد و از گرم شدن بیش از حد و خوردگی جلوگیری می کند. در خودروهای سواری از روغن های انتقال گروه GL-4 و GL-5 (طبق طبقه بندی بین المللی API) استفاده می شود.
آنها با روغن های خانگی گروه های TM-4 و TM-5 مطابقت دارند. روغن های انتقال به کلاس های ویسکوزیته تقسیم می شوند: 75W، 85W، 90 و 140 (طبق طبقه بندی SAE بسته به فصل) یا 9. 12; 18 و 34 (بر اساس طبقه بندی داخلی). هرچه این عدد بیشتر باشد، ویسکوزیته بالاتر است. اعداد ذکر شده در نام تجاری روغن گنجانده شده است. روغن وارداتی تمام فصل 85W-90 گروه GL-5 مربوط به روغن تمام فصل TM-5-18 است. برای برخی از خودروها، سازنده توصیه می کند از روغن موتور با ویسکوزیته خاص در واحدهای گیربکس استفاده شود. در مبدل های گشتاور گیربکس های اتوماتیک از مایع خاصی استفاده می شود. علاوه بر کمیت (سطح) و کیفیت (انطباق با یک مدل گیربکس اتوماتیک خاص)، راننده همچنین باید دمای آن را در حین کار کنترل کند. سیستم خنک‌کننده مایع گیربکس اتوماتیک از نظر ساختاری با سیستم خنک‌کننده موتور ترکیب می‌شود، بنابراین یک ماشین با گیربکس اتوماتیک را نمی‌توان در حالی که موتور بیش از یک زمان معین کار نمی‌کند یدک‌کشید: مایع بدون دریافت خنک‌کننده کافی، بیش از حد گرم می‌شود و خودکار می‌شود. قطعات انتقال ممکن است خراب شود.
انتقال هر خودرو سیستمی است که وظایف تبدیل، توزیع و رساندن گشتاور از موتور به چرخ های محرک را انجام می دهد. گیربکس مهمترین عنصر این سیستم است.
گیربکس: توابع و انواع اصلی
گیربکس خودرو برای تبدیل و توزیع گشتاور موتور برای تحویل بعدی به چرخ های محرک و همچنین برای تغییر میزان کشش تحت شرایط مختلف رانندگی خودرو طراحی شده است. علاوه بر این، برای اطمینان از عملکرد جداگانه چرخ های محرک و موتور (به عنوان مثال، هنگامی که موتور گرم می شود یا در دنده خنثی کار می کند) طراحی شده است.
در حال حاضر چهار نوع اصلی جعبه وجود دارد:
- مکانیکی؛
- رباتیک؛
- خودکار؛
- درایو با سرعت متغیر
گیربکس دستی ("مکانیک"، گیربکس دستی) ساده ترین اصل کار را دارد. این یک جعبه دنده استوانه ای است که برای آن روش تعویض دنده به صورت دستی ارائه شده است.
انواع اصلی گیربکس دستی
ما بر روی "مکانیک" تمرکز می کنیم. این بهینه‌ترین حالت خواهد بود، اگر فقط به این دلیل که دانش گیربکس دستی با مهارت‌ها و توانایی‌های خاصی اجازه می‌دهد تا تعمیر و نگهداری معمولی و حتی تعمیر آن را انجام دهد.
"مکانیک" یک انتقال پله ای است. به عبارت دیگر، اصل عملکرد مکانیک به شرح زیر است: گشتاور موتور در مراحل تغییر می کند - جفت چرخ دنده ها با یکدیگر تعامل دارند. هر مرحله دارای یک نسبت دنده خاص است که سرعت میل لنگ موتور را تبدیل می کند و چرخش را در سرعت زاویه ای مورد نیاز تضمین می کند.
تعداد مراحلی که گیربکس با آنها مجهز شده است، مبنای طبقه بندی گیربکس های دستی است. بنابراین، آنها تشخیص می دهند:
- چهار مرحله ای؛
- پنج سرعته؛
- شش سرعته یا بیشتر
کارشناسان گیربکس پنج سرعته را بهترین گزینه می دانند که در بین "مکانیک ها" رایج ترین است. 
دومین معیار برای طبقه بندی گیربکس دستی، تعداد شفت های مورد استفاده در تبدیل و توزیع گشتاور موتور است. گیربکس های سه شفت (که عمدتاً در خودروهای دیفرانسیل عقب استفاده می شوند) و گیربکس های دو شفت (که در خودروهای دیفرانسیل جلو استفاده می شوند) وجود دارد.
طراحی گیربکس دو شفت و اصل عملکرد آن
ما خود را به تجزیه و تحلیل رایج ترین نوع گیربکس دستی - دو شفت محدود می کنیم. ساختار انتقال مکانیکی شامل قطعات و مجموعه های زیر است:
- شفت ورودی (یا درایو)؛
- بلوک دنده شفت ورودی؛
- شفت ثانویه (یا رانده)؛
- بلوک دنده شفت ثانویه؛
- مکانیسم تعویض دنده؛
- کلاچ سنکرونایزر؛
- میل لنگ؛
- درایو نهایی؛
- دیفرانسیل.
عملکرد شفت ورودی به انتقال گشتاور موتور (از طریق اتصال با کلاچ) کاهش می یابد. بلوک چرخ دنده شفت ورودی به طور سفت و سخت به شفت ثابت شده است.
شفت ثانویه به موازات محور اولیه قرار دارد. چرخ دنده های آن، که آزادانه روی شفت می چرخند، با چرخ دنده های شفت ورودی مشبک می شوند. علاوه بر این، یک چرخ دنده در یک حالت سفت و سخت بر روی محور محرک قرار دارد - عنصری از چرخ دنده اصلی.
هدف از دنده اصلی و دیفرانسیل انتقال گشتاور به چرخ های محرک خودرو است. مکانیسم تعویض دنده انتخاب دنده مورد نیاز را در شرایط خاص رانندگی خودرو تضمین می کند.
علیرغم اینکه طراحی جعبه (دو و سه شفت) متفاوت است، اصل عملکرد آنها یکسان است. 
خنثی از ارسال گشتاور از موتور به چرخ ها جلوگیری می کند. حرکت اهرم (درگیر کردن دنده) به معنای حرکت کلاچ سنکرونایزر با یک چنگال مخصوص است. کلاچ سرعت های زاویه ای شفت ثانویه و دنده مربوطه را همگام می کند. سپس چرخ دنده حلقه کلاچ چرخ دنده حلقه پینیون را درگیر می کند که چرخ دنده شفت خروجی را روی خود شفت قفل می کند. در نتیجه جعبه، گشتاور را با نسبت دنده معینی از موتور خودرو به چرخ های محرک منتقل می کند.
اصل عملکرد گیربکس دستی هنگام تعویض دنده کاملاً یکسان است.
اشکالات اساسی گیربکس دستی
نقص های گیربکس دستی با توجه به ویژگی های طراحی و عملکرد آن تعیین می شود. رایج ترین مشکلات فنی گیربکس دستی به شرح زیر است.
1. مشکل در تعویض (یا درگیر کردن) دنده.
این نقص به دلیل خرابی مکانیزم تعویض دنده، سایش و گیرکردن سنکرونایزرها یا دنده ها، سطح ناکافی یا کیفیت پایین روغن گیربکس در میل لنگ ایجاد می شود.
2. خاموش شدن غیر ارادی دنده ها.
این شرایط (که در عامیانه به آن "کاهش سرعت" گفته می شود) با نقص عملکرد دستگاه قفل (به عنوان مثال، توپ های قفل کننده) و سایش بحرانی همگام سازها و چرخ دنده ها تعیین می شود.
3. صدای پس زمینه ثابت در طول عملیات.
این نقص باید مشخص شود. کارشناسان سه مورد از مظاهر آن را شناسایی می کنند:
- سر و صدا هنگام کار جعبه؛
- سر و صدا زمانی که فقط یک دنده خاص در حال کار است.
- صدای جعبه هنگامی که اهرم کنترل در موقعیت خنثی قرار دارد.
صدای عمومی جعبه به دلیل فرسودگی یا آسیب به یاتاقان ها، چرخ دنده ها، همگام سازها، اتصالات اسپلینت و همچنین سطح پایین روغن گیربکس در میل لنگ ایجاد می شود. صدا در حین کار یکی از چرخ دنده ها نشان دهنده سایش یا آسیب دیدن دنده ها و سنکرونایزرهای خاص است. اما پس زمینه نویز در موقعیت "خنثی" اغلب نشان دهنده سایش یاتاقان محور محرک (اولیه) است.
4. نشت روغن گیربکس.
این مشکل گیربکس با روغن کاری بیش از حد در گیربکس یا نشتی عمومی میل لنگ ناشی از آسیب به مهر و موم روغن، واشر و شل شدن روکش ها مرتبط است.
اغلب، نقص هایی که در بالا توضیح داده شد مربوط به سایش و آسیب به قطعات و مجموعه ها را می توان تنها با تعویض آنها برطرف کرد. علاوه بر این، ارجح ترین گزینه در این زمینه تماس با خدمات تخصصی خودرو است.
مبانی بهره برداری و نگهداری گیربکس دستی
با رعایت قوانین عملیاتی، نگهداری فنی و سرویس مناسب، راننده نباید با گیربکس خودرو مشکل داشته باشد. در این حالت تا پایان عمر خودرو کار می کند. 
در طول کارکرد جعبه، لازم است به طور مداوم سطح روان کننده - روغن انتقال - را کنترل کنید و سطح مورد نیاز را حفظ کنید، از تجاوز یا دست کم گرفتن آن اجتناب کنید. در حالت اول، فشار اضافی در گیربکس متمرکز می شود، در حالت دوم، روغن کاری مناسب واحدها و قطعات ساینده تضمین نمی شود که منجر به کاهش عمر مفید آنها می شود. علاوه بر این، یک اقدام پیشگیرانه مهم تعویض دوره ای کامل روان کننده است که مطابق با مستندات فنی خودرو انجام می شود. این اصل عملکرد گیربکس می تواند توسط راننده به طور مستقل و بدون دخالت متخصص کنترل شود.
موارد بسیار مکرری از نقص مکانیکی گیربکس در نتیجه کار غیرمنطقی و خشن راننده با اهرم تعویض دنده وجود دارد. مهم است که به یاد داشته باشید که سرعت سوئیچینگ تغییر در حالت های عملکرد جعبه است (تغییر در مراحل). یک تعویض سریع و تیز دنده می تواند منجر به خرابی سریع مکانیزم تعویض دنده، همگام سازها و شفت دنده شود.
و یک چیز دیگر: کنترل نحوه عملکرد گیربکس مهم است. هیچ کس هرگز عامل انسانی را جایگزین نخواهد کرد: راننده ای که احساس می کند گیربکس به طور معمول کار نمی کند باید یا به طور مستقل علت نقص را پیدا کرده و از بین ببرد یا (که ترجیح داده می شود) با یک سرویس دهنده در یک ایستگاه خدمات تماس بگیرد.
گیربکس یا به عبارت دیگر گیربکس، نیروی چرخشی - به اصطلاح گشتاور - را از موتور خودرو به چرخ ها منتقل می کند. علاوه بر این، بسته به شرایط رانندگی وسیله نقلیه، می تواند گشتاور را به طور کامل یا جزئی منتقل کند.
اتومبیلی که در سربالایی حرکت می کند باید دنده کمتری نسبت به اتومبیلی که از یک بزرگراه صاف پایین می رود باشد. با دنده کمتر، گشتاور بیشتری به چرخ ها منتقل می شود. و زمانی که ماشین به کندی حرکت می کند به دلیل سختی آن لازم است. دنده های بالاتر برای رانندگی سریعتر خودرو مناسب هستند.
گیربکس های دستی وجود دارد، اما گیربکس های اتوماتیک نیز وجود دارد. برای تعویض دنده در گیربکس دستی، راننده ابتدا پدال کلاچ را فشار می دهد (تصویر سمت چپ). در این حالت موتور از گیربکس جدا می شود. سپس راننده اهرم کنترل را به دنده دیگری می برد و پدال کلاچ را رها می کند. موتور دوباره به گیربکس متصل می شود و می تواند بار دیگر انرژی خود را به چرخ ها منتقل کند. در گیربکس اتوماتیک، موقعیت پدال گاز (گاز) با سرعت خودرو در ارتباط است و در صورت لزوم دنده به طور خودکار تعویض می شود.
کنترل گیربکس دستی
نمودارهای همراه نشان می دهد که چگونه می توان از اهرم کنترل برای تغییر دنده به دنده دیگر استفاده کرد. بسته به دنده نصب شده، سهم های مختلف گشتاور با عبور از جعبه دنده (خطوط قرمز با فلش) به چرخ ها می رسد دنده خنثی. انرژی موتور به چرخ ها منتقل نمی شود.
دنده خنثی.انرژی موتور به چرخ ها منتقل نمی شود.
انتقال اولبزرگترین چرخ دنده در محور محرک به جفت خود در محور محرک متصل است. ماشین به آرامی حرکت می کند، اما می تواند بر بخش های دشوار جاده غلبه کند.
دنده دوم.جفت دنده دوم با مکانیزم کلاچ کار می کند. در این حالت، سرعت خودرو معمولا از 15 تا 25 مایل در ساعت است.
دنده سوم.جفت سوم دنده با مکانیزم کلاچ کار می کند. سرعت ماشین حتی بیشتر است و گشتاور روی چرخ ها کمتر است.
دنده چهارم.شفت های ورودی و خروجی مستقیماً متصل می شوند (گیربکس مستقیم) - سرعت خودرو حداکثر و گشتاور کمترین است.
دنده عقب (دنده 5 در تصویر)هنگامی که دنده عقب درگیر می شود، چرخ دنده محرک آن شافت خروجی (درایو) را در جهت مخالف می چرخاند.
عملکرد شتاب دهنده
سرعت موتور در دقیقه به میزان جریان سوخت از کاربراتور به داخل سیلندرها بستگی دارد. حرکت سوخت توسط سوپاپ دریچه گاز کاربراتوری تنظیم می شود و عملکرد سوپاپ گاز با استفاده از پدال گاز که در کف جلوی راننده قرار دارد کنترل می شود.
هنگامی که راننده با پای خود پدال گاز را فشار می دهد، دریچه گاز باز می شود و سوخت بیشتری وارد موتور می شود. اگر راننده پدال گاز را رها کند، دریچه گاز بسته می شود و مقدار سوخت ورودی کاهش می یابد. در عین حال، هم سرعت موتور و هم سرعت خودرو کاهش می یابد.
انتقال خودکار
هنگامی که از گیربکس اتوماتیک استفاده می شود، راننده یک پدال کلاچ زیر پای خود ندارد. در عوض، یک مبدل گشتاور جفت شده با یک چرخ دنده سیاره ای (تصویر سمت راست و پایین) به طور خودکار موتور را از محور محرک جدا می کند، زمانی که شرایط رانندگی نیاز به تغییر به دنده دیگری دارد.
و پس از تعویض دنده، محور محرک دوباره وصل می شود. به محض اینکه راننده اهرم کنترل را در موقعیت عملیاتی قرار دهد، خود مکانیزم گیربکس اتوماتیک دنده مورد نظر را مطابق با شرایط رانندگی خودرو در لحظه انتخاب می کند.
24. هدف، انواع، ساختار کلی و اصل عملکرد گیربکس
مفهوم نسبت دنده.
گیربکسمکانیزم انتقالی است که نسبت بین سرعت چرخش میل لنگ موتور و چرخ‌های محرک را هنگام حرکت خودرو تغییر می‌دهد. گیربکس برای تغییر گشتاور روی چرخ های محرک خودرو، جداسازی طولانی مدت موتور و گیربکس و دنده عقب عمل می کند.
تغییر گشتاور روی چرخ های محرک و سرعت خودرو با افزایش یا کاهش نسبت گیربکس انجام می شود که نسبت سرعت چرخش محور محرک به سرعت چرخش شفت محرک است. وجود گیربکس در گیربکس به شما امکان می دهد تا ویژگی های کشش و سرعت، راندمان سوخت و توانایی خودرو را افزایش دهید.
در گیربکس های پلکانی، نسبت دنده به صورت پله و نیروی کشش روی چرخ های محرک خودرو نیز به صورت پله تغییر می کند. در گیربکس‌های متغیر پیوسته، نسبت دنده و نیروی کشش روی چرخ‌های محرک به آرامی تغییر می‌کند و با گیربکس‌های هیدرومکانیکی، هم به آرامی و هم به صورت پلکانی تغییر می‌کند. در گیربکس های غیر اتوماتیک، تعویض دنده به صورت دستی توسط راننده و با استفاده از اهرم تعویض دنده که روی گیربکس یا روی ستون فرمان قرار دارد انجام می شود. در گیربکس های نیمه اتوماتیک، راننده دنده مورد نظر را انتخاب می کند و دنده به طور خودکار درگیر می شود. در گیربکس های اتوماتیک، تعویض دنده به صورت خودکار بدون دخالت راننده و بسته به شرایط رانندگی انجام می شود. اکثر خودروها و کامیون ها از گیربکس های پلکانی استفاده می کنند؛ گیربکس های هیدرومکانیکی، متشکل از مبدل گشتاور و گیربکس دستی پلکانی، به طور فزاینده ای در اتومبیل ها و اتوبوس ها رایج می شوند.
الزامات گیربکسگیربکس علاوه بر الزامات عمومی برای طراحی خودرو، مشمول الزامات خاصی است که طبق آن باید موارد زیر را ارائه دهد:
ویژگی های کشش و سرعت بهینه و بهره وری سوخت وسیله نقلیه؛
عملکرد بی صدا و تعویض دنده؛
سهولت و راحتی کنترل؛
بازدهی بالا؛
امکان قطع برق برای راندن تجهیزات اضافی.
گیربکس دستی مکانیزم دنده ای (دنده ای) است که در آن نسبت دنده در مراحل تغییر می کند. نسبت دندهنسبت تعداد دندانه های چرخ (بزرگتر از جفت) به تعداد دندانه های چرخ دنده (کوچکتر از جفت) یا نسبت معکوس سرعت چرخش آنها نامیده می شود. اگر چند جفت دندانه در گیربکس دخیل باشند، کل نسبت دنده برابر است با حاصلضرب نسبت دنده آنها. نسبت دنده های گیربکس دستی در همه دنده ها به جز بالاترین دنده بیشتر از یک است. هنگامی که این دنده ها درگیر می شوند، سرعت چرخش محور محرک (ثانویه) گیربکس کاهش می یابد و گشتاور موتور منتقل شده تقریباً به همان اندازه افزایش می یابد.
انواع مختلفی از گیربکس های دستی در خودروها استفاده می شود. گیربکس های سه شفت بیشتر در خودروها، کامیون ها و اتوبوس ها رایج هستند. این گیربکس ها دارای سه شفت اولیه (درایو)، ثانویه (محرکه) و میانی هستند که دنده های دنده های مختلف روی آنها نصب می شود.
طراحی گیربکس سه شفت و تعداد دنده های آن تا حد زیادی به نوع خودرو بستگی دارد. با این حال، گیربکس های چهار و پنج سرعته به طور گسترده در خودروها، کامیون ها و اتوبوس ها استفاده می شود.
دنده های مکانیکی، چهار سرعته، سه طرفه، مشبک ثابت، دارای سنکرونایزر و جعبه غیر اتوماتیک (کنترل دستی) دارای چهار دنده برای حرکت به جلو و یک دنده برای حرکت به عقب. دنده های تمامی دنده ها (به جز دنده عقب) مارپیچی بوده که باعث کاهش صدا در هنگام کارکرد گیربکس می شود و دارای مش بندی دائمی هستند. دنده های عقب چرخ دنده های خاردار هستند. چرخ دنده ها برای حرکت به جلو با استفاده از همگام سازها و برای حرکت معکوس - با حرکت دنده میانی معکوس درگیر می شوند. تعویض دنده ها با استفاده از اهرمی که سه حرکت به جلو و عقب دارد برای تعویض دنده انجام می شود.
در یک میل لنگ آلیاژ آلومینیوم ریخته گری 22 گیربکس روی بلبرینگ نصب شده اولیه (درایور) 7، ثانویه (رانده) 8 و متوسط 21 شفت ها شفت ورودی به صورت یک تکه با چرخ دنده ساخته شده است 3, در مش ثابت با چرخ دنده 23 شفت میانی که یک بلوک دنده است. چرخ دنده ها آزادانه روی شفت ثانویه نصب می شوند 5, 6 و 9 به ترتیب چرخ دنده های III، II و I که درگیر دائمی با چرخ دنده های مربوط به شفت میانی هستند. هاب های همگام ساز نیز به طور صلب به شفت ثانویه ثابت می شوند. 4 و 7 و دنده 10 معکوس. دنده میانی عقب 7 آزادانه روی محور نصب می شود 18. هنگام درگیر کردن دنده های 1 و 2، همگام ساز 7 به ترتیب دنده ها را متصل می کند. 6 و 9 ثانیهشفت ثانویه گیربکس هنگام درگیر کردن دنده های 3 و 4، همگام ساز 4 به ترتیب دنده 5 و شفت ورودی را وصل می کند 1 با شفت ثانویه دنده عقب با چنگال فعال می شود 15 با درگیر کردن دنده 16 با چرخ دنده ها 1 7 و 10. محفظه گیربکس با روکش 2 بسته شده است، 14 و 19. زیر پایین 19 و برگشت 14 روکش ها واشر نصب شده اند.
همگام ساز از یک هاب تشکیل شده است 31, کلاچ کشویی 32, حلقه های قفل 30 و چشمه ها 29. هاب سنکرونایزر روی شفت ثانویه گیربکس نصب شده است. دارای اسپلاین های خارجی است که روی آن یک آستین کشویی نصب شده است 32 با سطوح مخروطی داخلی حلقه های قفل 30 دارای سطوح مخروطی خارجی و دندانهای داخلی با اریب. حلقه های قفل دائماً توسط فنرهای 29 به سمت کلاچ کشویی فشرده می شوند 32. عملکرد سنکرونایزر بر اساس استفاده از نیروهای اصطکاک است. درگیر کردن چرخ دنده فقط پس از یکسان سازی اولیه سرعت های زاویه ای شفت ثانویه و دنده دنده که به دلیل اصطکاک بین سطوح مخروطی کلاچ کشویی درگیر است امکان پذیر است. 32 و حلقه قفل 30. پس از این، دندانه های کلاچ با چرخ دنده حلقه همگام ساز ساخته شده روی چرخ دنده درگیر می شوند. چرخ دنده آزادانه روی شفت ثانویه با استفاده از یک سنکرونایزر به شفت ثانویه متصل می شود و دنده درگیر می شود. مکانیزم تعویض گیربکس شامل یک اهرم تعویض دنده است , لغزنده با چنگال، نگهدارنده توپ و قلعه . بازوی اهرمی توسط فنر فشرده شده است به سطح کروی پوشش مفصل توپ انتهای شکل اهرم هنگام تعویض دنده در شیارهای شاخک ها قرار می گیرد. شاخک های نصب شده روی لغزنده ها در فرورفتگی های کلاچ های کشویی همگام ساز قرار می گیرند. 4 و 7 و دنده هرزگرد 16 معکوس. نگهدارنده توپ لغزنده ها و قفل را در حالت خنثی و درگیر نگه دارید از درگیر شدن همزمان دو دنده جلوگیری می کند. این قفل از دو پین قفل و یک سنجاق بین آنها تشکیل شده است. هنگام حرکت دادن نوار لغزنده وسط هر دو کراکر از فرورفتگی های آن بیرون می آیند و لغزنده های بیرونی را قفل می کنند , به استثنای جابجایی آنها هنگامی که یکی از لغزنده های بیرونی حرکت می کند، بلوک از فرورفتگی خود خارج می شود، لغزنده میانی را مسدود می کند و با عمل از طریق یک پین روی بلوک دیگر، لغزنده بیرونی دیگر را نیز قفل می کند که از درج دو چرخ دنده به طور همزمان جلوگیری می کند.
گیربکس به انتهای عقب محفظه کلاچ متصل شده است. از طریق یک سوراخ رزوه ای با یک پلاگین وارد آن شوید روغن گیربکس را پر کنید حفره داخلی گیربکس از طریق هواگیر با جو ارتباط برقرار می کند. روغن گیربکس از طریق یک سوراخ رزوه دار با یک پلاگین در پوشش پایین تخلیه می شود. .
اکثر موتورهای احتراق داخلی یک عیب بزرگ دارند. این اختلاف بین سرعت چرخش فلایویل و سرعت چرخش چرخ ها است. اغلب، اکثر واحدهای قدرت با سرعت 6000 می چرخند؛ چرخاندن چرخ ها در چنین سرعتی به سادگی غیرقابل قبول است. برای کسانی که ساختار خودرو را می شناسند، گیربکس مکانیزمی آشناست. برای کسانی که نمی دانند، این مقاله همه چیز را روشن می کند.
علاوه بر این، حداکثر گشتاور در اکثر واحدها تنها در محدوده کوچکی از چرخش ها امکان پذیر است. این جایی در وسط حداقل تعداد دور و حداکثر است. بیشترین قدرت را می توان تنها در حداکثر سرعت چرخ فلایویل توسعه داد.
به عنوان مثال، موتور VAZ-2106 نشانگرهای عملکرد 800-5400 دور در دقیقه را تولید می کند. اما حداکثر سطح گشتاور در سرعت های متوسط ظاهر می شود. برای اینکه موتور در شرایط مختلف در حالت های بهینه کار کند، از سیستم های انتقال استفاده می شود. در خودروها از گیربکس دستی به عنوان سیستم انتقال استفاده می شود. بیایید به هدف و طراحی گیربکس نگاه کنیم.
چگونه کار می کند؟
اگر به طور خلاصه در مورد اصول کار صحبت کنیم، در اینجا چندین دنده در بدنه جعبه می توانند به میل راننده درگیر و جدا شوند. در این حالت دنده هایی با نسبت دنده های مختلف تشکیل می شوند.
گیربکس دستی همیشه استفاده می شود و همراه با سیستم کلاچ کار می کند. این خاموش شدن موتور احتراق داخلی و گیربکس است. هنگام تعویض دنده باید موتور را خاموش کنید. طراحی گیربکس دستی امکان عبور گشتاور زیاد از سیستم انتقال را در لحظه تعویض دنده فراهم نمی کند.
شفت و چرخ دنده
گیربکس های دستی سنتی مجموعه خاصی از شفت ها هستند که در محفظه یا میل لنگ نصب می شوند. این شفت ها از طریق یاتاقان ها حول محورهای خود می چرخند. چرخ دنده ها مستقیماً روی شفت ها نصب می شوند. طراحی گیربکس بسته به تعداد شفت ها ممکن است متفاوت باشد. بنابراین، بین سیستم دو شفت و سیستم سه شفت تمایز قائل شد.
سیستم های سه شفت
این گیربکس ها به عنوان بخشی از گیربکس وسایل نقلیه مجهز به دیفرانسیل عقب استفاده می شوند. در اینجا می توانیم وجود دستگاه های هماهنگ سازی و همچنین چرخ های خاصی را که در دنده های معمولی سفت و سخت هستند برجسته کنیم. همچنین یک دنده برگشت پذیر برای معکوس کردن وجود دارد.
طراحی گیربکس به شفت های خاصی نیاز دارد. اینها شفت های اولیه و ثانویه و همچنین یک محور ویژه بین آنها هستند.
بنابراین، شفت اصلی یا اولیه مستقیماً از طریق سیستم کلاچ با موتور کار می کند. شفت محرک در پشت سر هم با کاردان کار می کند. اما میانی برای انتقال انرژی دورانی از محور محرک به محور محرک طراحی شده است.
ویژگی های طراحی گیربکس
در اکثر طرح های جعبه، هر دو محور اولیه و ثانویه پشت سر هم نصب می شوند. در این حالت ، محرک دارای یک تکیه گاه مبتنی بر بلبرینگ است که به نوبه خود در قسمت دم محور محرک نصب می شود. طراحی گیربکس دستی هیچ گونه اتصال سفت و سختی بین این شفت ها فراهم نمی کند. آنها می توانند آزادانه مستقل از یکدیگر کار کنند.
در مورد شفت میانی، در اکثر طرح ها بین درایو و محرک قرار دارد. همه این شفت ها مجهز به بلوک دنده هستند. به منظور کاهش صدا و لرزش در حین کار با این سیستم، دندانه های روی چرخ ها به صورت مورب ساخته می شوند.
فقط یک دنده روی محور محرک وجود دارد. به صورت سفت نصب شده است. وظیفه انتقال گشتاور به شفت میانی را بر عهده دارد. شفت ثانویه یا محرک مجهز به بلوکی از چرخ دنده است که می تواند آزادانه بچرخد، اما آنها قادر به حرکت در امتداد محور طولی نیستند. برای درگیر کردن گیربکس، می توان آنها را با استفاده از یک دستگاه قفل مسدود کرد. در این حالت قادر خواهند بود انرژی دورانی را از شفت دریافت کنند.
در مقابل هر چرخ از محورهای اولیه و ثانویه چرخ دنده هایی قرار دارند که به طور صلب روی شفت میانی نصب شده اند. آنها به طور مداوم با چرخ دنده های دیگر مشبک هستند. شفت محرک تنها به یک چرخ دنده مجهز است؛ گشتاور همیشه از شفت ورودی به شفت میانی منتقل می شود. گنجاندن یک یا دیگر دنده به دلیل اتصال یک چرخ دنده خاص که روی شفت محرک نصب شده است رخ می دهد.
دنده ها چگونه عوض می شوند؟
طراحی گیربکس فقط مجموعه ای از شفت ها و چرخ دنده ها نیست. اینها هم کوپلینگ های خاصی هستند. آنها مانند چرخ دنده نیستند و طراحی متفاوتی دارند. هر کدام محکم به محور خود متصل شده و با آن می چرخند. آنها می توانند در امتداد محور طولی حرکت کنند.
در کنار چرخ دنده های محور محرک که به سمت کوپلینگ ها هدایت می شوند، حلقه ها یا شاخک های مخصوصی تعبیه شده است. سایر روکش ها مستقیماً روی کوپلینگ ها قرار دارند.
هنگامی که راننده اهرم را حرکت می دهد و می خواهد دنده دیگری را انتخاب کند، چنگال ها از طریق یک درایو مخصوص با استفاده از لغزنده فعال می شوند که کلاچ ها را به صورت طولی حرکت می دهد. یک سیستم قفل خاص به شما اجازه نمی دهد چند دنده را به طور همزمان درگیر کنید. این کاملاً ممکن است اگر اهرم شامل دو لغزنده باشد. مکانیسم قفل، لغزنده ها را در یک موقعیت خنثی در لحظه ای که لغزنده سوم حرکت می کند قفل می کند. این کار از کارکرد همزمان دو دنده جلوگیری می کند.
سپس کلاچ به دنده مورد نظر هدایت می شود. تاج های آنها به هم می رسد. در تمام این مدت کوپلینگ همراه با شفت خود می چرخد. به چرخ دنده متصل می شود و در نتیجه آن را مسدود می کند. سپس آنها با هم شروع به چرخش می کنند و گیربکس چرخش را به چرخ محرک منتقل می کند.
همگام سازها
طراحی گیربکس نیز شامل دستگاه های خاصی است. با اصل عملکردی که در بالا توضیح داده شد، گیربکس با سر و صدا، لرزش و شوک کار می کند. همچنین، راننده باید حدس بزند که کلاچ و دنده چه زمانی با سرعت یکسان کار می کنند. در غیر این صورت، دنده مورد نظر به سادگی روشن نمی شود.
جعبه های مدرن از کوپلینگ های معمول و ساده استفاده نمی کنند. در چنین مدل هایی به اصطلاح از همگام سازها استفاده می شود. آنها برای یکسان کردن سرعت چرخش دنده و کلاچ طراحی شده اند. آنها همچنین از قفل شدن چرخ توسط کلاچ جلوگیری می کنند.
طراحی و اصل کارکرد گیربکس دو شفت
همان شفت‌های آشنا، محرک و محرک وجود دارد، اما هیچ واسطه‌ای وجود ندارد. این جعبه ها بر روی خودروهای دیفرانسیل جلو نصب می شوند. شفت ها در محورهای موازی می چرخند و یکی پس از دیگری سوار می شوند. گشتاور دورانی با استفاده از یک سنکرونایزر از یکی از چرخ دنده ها به چرخ دنده محرک ثابت شده روی محور محرک منتقل می شود. امکان انتقال مستقیم وجود ندارد و اصل کار مانند سیستم سه شفت است.
مزایای
از جمله مزایا می توان به ابعاد فشرده و راندمان بالا اشاره کرد. این به لطف دنده های کمتر به دست می آید. نقطه ضعف آن عدم توانایی در استفاده از انتقال مستقیم است. و چنین جعبه ای فقط با اتومبیل های سواری به دلیل مشکلات با نسبت دنده های بزرگ قابل استفاده است.
دستگاه گیربکس VAZ
خودروهای VAZ از جعبه دنده های پنج سرعته دستی استفاده می کنند. اغلب طراحی یک سیستم دو شفت است. این سیستم مجهز به دیفرانسیل نیز می باشد. دنده های محرک از دنده 1 تا 4 روی شفت ورودی نصب می شوند و دنده 5 قابل جابجایی است. آنها به چرخ دنده های محرک متصل هستند.
طراحی سیستم تعویض دنده شامل یک اهرم، یک مفصل توپ، یک سیستم میله و مکانیزمی برای انتخاب دنده مورد نیاز است.
به طور کلی اکثر مدل ها به چنین جعبه ای مجهز هستند. این یک نسخه مدرن از مدل 4 سرعته است و قطعات موجود در آن تا حد امکان یکپارچه هستند.
از دستی تا اتوماتیک
زمانی که ساختار و عملکرد گیربکس کم و بیش مشخص باشد، می توانیم عملکرد یک گیربکس اتوماتیک را در نظر بگیریم. این خیلی جالب تر است. بسیاری از مبتدیان مطمئن هستند که یک ماشین اتوماتیک فقط یک جعبه و مبدل گشتاور است.
مبدل گشتاور یک سیستم جداگانه است. از دو دستگاه با تیغه تشکیل شده است. این یک پمپ گریز از مرکز و همچنین یک توربین است. بین این دو ماشین یک راکتور وجود دارد. این یک دستگاه راهنمای ویژه است. چرخ پمپ به طور سفت و سخت به میل لنگ موتور احتراق داخلی متصل است. چرخ توربین در اتصال سفت و سخت با شفت گیربکس قرار دارد. بسته به حالتی که موتور در آن کار می کند، راکتور می تواند بچرخد و یا توسط کلاچ در حال اجرا مسدود شود.
گیربکس اتوماتیک کمی پیچیده تر است. انرژی صرف پمپاژ نفت می شود. مقدار مناسبی از آن در اینجا خورده می شود. علاوه بر این، انرژی مفید زیادی در اثر عملکرد پمپ مصرف می شود که باعث ایجاد فشار در کانال های روغن می شود. در این جعبه ها راندمان کمتر از مکانیک است.
انرژی دورانی با استفاده از جریان نفت منتقل می شود. آنها توسط یک پمپ بر روی توربین پرتاب می شوند. بین پمپ و توربین شکاف هایی وجود دارد و پره ها هندسه خاصی دارند که گردش سیال را بهبود می بخشد. از آنجایی که هیچ اتصال سفت و سختی با موتور و گیربکس وجود ندارد، می توانید موتور را حتی با دنده درگیر متوقف کنید.
چرخ دنده های سیاره ای
اگر برخی از عناصر را بچرخانید، اما در عین حال برخی دیگر را تعمیر کنید، می توانید نسبت های دنده را تغییر دهید. سیستم های سیاره ای چرخش را از شفت مبدل گشتاور دریافت می کنند.
طراحی یک گیربکس اتوماتیک با یک "مکانیک" استاندارد متفاوت است زیرا می توان هر دنده ای را درگیر کرد و هیچ وقفه ای در جریان قدرت ایجاد نخواهد شد. اگر یک دنده خاموش باشد، دنده دیگر بلافاصله روشن می شود. در عین حال، راننده احساس تکان نمی کند. اما این در مورد جعبه های ورزشی نیست.
