نحوه کار گیربکس های دستی

موتورهای احتراق داخلی با سرعت بسیار  بالا کار می کنند، بنابراین کاهش آن بوسیله چرخ دنده ها برای انتقال نیرو به چرخ های اتومبیل که بسیار کندتر می چرخند ضروری است. گیربکس مجموعه ای از دنده ها است که خودرو را برای شرایط مختلف رانندگی محیا می کند: حرکت، توقف، بالا رفتن از تپه، یا کروز روی سطوح هموار. هرچه دنده کمتر باشد، چرخ ها نسبت به دور موتور کندتر می چرخند.

گیربکس بعد از کلاچ دومین مرحله در سیستم انتقال قدرت است.

معمولاً به پشت موتور متصل میشود و کلاچ بین موتور و گیربکس پیچ می شود. خودروهای مدرن با گیربکس دستی دارای چهار یا پنج سرعت به جلو و یک سرعت عقب و همچنین موقعیت خنثی یا خلاص هستند.

◊ هماهنگ کننده خلاص

چرخ دنده آزادانه روی شفت می چرخد، که توسط یک چرخ دنده دیگر روی میل پایه چرخانده می شود. واحد کشوئی که به میل اصلی متصل شده است، در نزدیکی آن قرار دارد.

 

◊ هماهنگ کننده یا کشویی با دنده ها درگیر

محرکه ماهک کشویی را به سمت دنده انتخابی حرکت می دهد. سطوح  اصطکاکی سرعت شفت را همگام می کنند و با هم قفل می شوند. 

 

 

 اهرم تعویض دنده که توسط راننده کار می‌کند به یک سری میله‌های انتخاب در بالا یا کنار گیربکس متصل می‌شود. میله های انتخابگر به موازات شفت ها قرار دارند که چرخ دنده ها  روی آنها سوار است.

طراحی گیربکس به چه شکلی است؟

محبوب ترین طراحی در گیربکس های  جدید دارای سه شفت هستند: شفت ورودی، میل پایه و میل اصلی که در یاتاقان های بدنه گیربکس متصل شده اند.شفتی نیز وجود دارد که پینیون هرزگرد دنده عقب روی آن می چرخد.موتور شفت ورودی را به حرکت در می‌آورد، شفت چرخ دنده ها را روی میل اصلی می چرخاند، اما این چرخ دنده ها آزادانه می چرخند تا زمانی که با استفاده از کشوئی ها و دنده برنجی که به شفت متصل شده است، قفل شوند. این کشوئی ها هستند که در واقع توسط راننده از طریق یک میله انتخابگر با ماهک کشویی را برای درگیر شدن با دنده حرکت می دهد.

دنده برنجی، یک وسیله تاخیری در کشویی است (که در آخرین اصلاح در گیربکس مدرن ایجاد شده است) و تا زمانی که سرعت شفت هماهنگ نیست از درگیر شدن چرخ دنده جلوگیری میکند.در برخی خودروها یک دنده اضافی به نام Overdrive تعبیه شده است. تا در دنده بالاتر (سبک تر) عمل کند و رانندگی اقتصادی در سرعت های کروز را ارائه دهد.

چرخ دنده ها توسط سیستمی از میله ها و اهرم هایی که توسط دسته دنده کار می کنند انتخاب می شوند. قدرت موتور از طریق شفت ورودی به میل پایه و سپس به میل اصلی در گیربکس منتقل می شود.

 

نحوه عملکرد نسبت دنده در گیربکس

∗ دنده خلاص

  تمام دنده ها به جز دنده  عقب دائماً در حرکت هستند. چرخ دنده های روی شفت خروجی آزادانه به دور آن می چرخند، در حالی که چرخ دنده های روی شفت ورودی ثابت هستند و هیچ قدرتی از موتوردرحال انتقال نیست.

 

 

 

∗ دنده یک گیربکس 

در دنده یک، کوچکترین دنده روی میل ماهک(با کمترین دندانه) به آن قفل می شود و قدرت را از بزرگترین دنده روی میل شفت اصلی عبور می دهد و گشتاور بالا و سرعت کم را برای حرکت اولیه ارایه می دهد.

 

 

 

 

* دنده دو گیربکس 

در دنده دو، اختلاف قطر چرخ دنده ها در دو شفت کاهش می یابد و در نتیجه سرعت جاده افزایش یافته و گشتاور کمتر می شود. این نسبت برای بالا رفتن از تپه های بسیار شیب دار ایده آل است.

 

 

 

 

* دنده چهار در گیربکس

در آخرین دنده، شفت ورودی و میل اصلی با هم قفل می‌شوند و «قدرت مستقیم» را فراهم می‌کنند: یک دور میل پروانه برای هر چرخش میل لنگ. افزایش گشتاور وجود ندارد.

 

 

 

 

* دنده عقب گیربکس  

برای معکوس کردن، یک چرخ دنده هرزگرد بین چرخ دنده ها روی دو شفت قرار می گیرد که باعث می شود جهت حرکت میل اصلی

معکوس شود. دنده عقب معمولاً هماهنگ نیست.

 

 

 

 

 

 همگام سازی چرخ دنده های گیربکس بوسیله کشوئی ها

کشوئی حلقه ای است با دندانه هایی در داخل که بر روی یک توپی دندانه دار که به شفت متصل شده است نصب می شود. هنگامی که راننده دنده ای را انتخاب می کند، سطوح اصطکاک مخروطی شکل روی توپی و شفت انتقال دنده، مطابق با سرعت دو شفت، هماهنگ می شود. با حرکت بیشتر اهرم دنده، حلقه برای فاصله کوتاهی در امتداد توپی حرکت می کند، تا زمانی که دندانه های آن با دنده مورد نظر چفت شود.

در گیربکس های مدرن همچنین از یک حلقه بالک دار که بین سطوح اصطکاک قرار میگیرد استفاده می شود. حلقه بالک دار شیارهای اصطکاکی نیز دارد و از فلز نرم تری مانند برنج ساخته شده است و نسبت به توپی روی شفت شل تر است. دنده برنجی باید دقیقاً در کنار هاب قرار گیرد، با استفاده از خرطومی یا «انگشت»، قبل از اینکه دندان‌های آن با دندان‌های روی دنده مقابل هماهنگ شوند.

در مدت زمانی که طول می کشد تا مکان خود را پیدا کند، سرعت شفت ها هماهنگ می شود، به طوری که در این درگیری و حرکت سریع دنده ها درون گیربکس هیچ دندانی با هم برخورد نمی کند و گفته می شود که سنکرومش “غیرقابل شکست” است.

 

---

↵ گردآورنده و ترجمه مقاله: دکتر ایمان شادمندقانع

 

برای خرید مجموعه گیربکس کامل، به منوی محصولات شرکت فولاد ریخته گران توس مراجعه کنید.