مقالات

انواع جعبه دنده در خودروهای سواری

وظیفۀ جعبه دنده در خودرو

با افزایش دور موتور، توان و گشتاور موتور افزایش می یابد تا به میزان حداکثر خود برسد. با افزایش بیشتر دور موتور، به دلیل کاهش راندمان حجمی و افزایش توان اصطکاکی موتور، توان و گشتاور افت می کند و مصرف سوخت بالا می رود. به حد فاصل بین دورهای حداکثر توان و حداکثر گشتاور، دور حداکثر راندمان موتور گفته می شود.

اگر بخواهیم دور چرخ ها را بدون وجود جعبه دنده و تأثیر آن بالا ببریم، باید دور موتور را افزایش دهیم که در این صورت دور موتور از دور حداکثر راندمان خارج شده و مصرف سوخت افزایش می یابد. در صورت وجود جعبه دنده در مسیر انتقال توان موتور به چرخ های محرک، می توان دور و سرعت های متفاوتی برای خودرو ایجاد کرد، بدون اینکه موتور از دور حداکثر راندمان خارج شود. البته این کار توسط جعبه دنده با مدیریت راننده و یا به صورت اتوماتیک انجام می شود.

انواع جعبه دنده(گیربکس)

انواع جعبه دنده در خودروهای سواری را، به طورکلی می توان به صورت ذیل دسته بندی نمود:

  • جعبه دنده دستی؛
  • جعبه دنده نیمه اتوماتیک(AMT)؛
  • جعبه دنده اتوماتیک؛
  • انتقال قدرت دو کلاچه(DTC)؛
  • جعبه دنده متغیر پیوسته (CVT).

تمامی جعبه دنده هایی که در آنها دو عمل «تعویض دنده» و «درگیری کلاچ اصلی خودرو برای شروع حرکت و تعویض دنده» توسط راننده به صورت دستی انجام می گیرد جعبه دنده دستی محسوب می شود. در برخی از جعبه دنده ها تنها یکی از دو عمل «تعویض دنده» و «درگیری کلاچ اصلی خودرو برای شروع حرکت و تعویض دنده» به صورت اتوماتیک انجام می شود که به آنها «جعبه دنده های نیمه اتوماتیک» گفته می شود. در جعبه دنده های اتوماتیک هر دو عملی که به آنها اشاره شد، به صورت اتوماتیک انجام می گیرد.

جعبه دنده های متغیر پیوسته پیوسته (CVT) نوعی جعبه دنده هستند که در آنها تغییر نسبت دنده به صورت پیوسته انجام می گیرد. حال به تشریح کامل هر کدام از انواع جعبه دنده ها می پردازیم.

سیستم دیگرى مابین دو سامانه دستی و اتوماتیک وجود دارد که ترکیبى از بهترین ویژگى هاى هر دو را دارا می باشد و آن سیستم انتقال قدرت دو کلاچه(DTC) است که به آن، انتقال قدرت شبه اتوماتیک، دستى بدون کلاچ یا انتقال قدرت دستى اتوماتیک شده هم گفته مى شود.

جعبه دنده دستی(Manual Gearbox)

این نوع گیربکس ها که به عنوان گیربکس های استاندارد نیز شناخته می شوند، عملیات انتقال گشتاور خروجی موتور به چرخ ها را توسط مجموعه ای از چرخ دنده ها انجام می دهند که روی دو میله (Shaft) ورودی و خروجی قرار دارند. کلاچ مورد استفاده در این نوع جعبه دنده از نوع خشک بوده و معمولا عملیات انتقال قدرت توسط پدال کلاچ پایی یا دسته دنده دستی انجام می گیرد. در خودروهای قدیمی تر، دسته دنده گاهی روی ستون فرمان قرار داشت ولی در خودروهای امروزی دسته دنده روی کنسول وسط قرار دارد. جعبه دنده های دستی به سه نوع 4، 5 و 6 دنده تقسیم می شوند. معمولا گیربکس های 4 دنده بیشتر در دهه های 50 تا 70 میلادی مورد استفاده قرار می گرفتند. امروزه با پیشرفت صنعت خودروسازی گیربکس های 5 دنده رایج ترین و پرکاربرد ترین سیستم انتقال قدرت می باشند.

جعبه دنده دستی(Manual Gearbox)
نمایی از یک جعبه دنده دستی متعلق به شرکت فورد

جعبه دنده دستی خودکار یا نیمه اتوماتیک(AMT)

جعبه دنده دستی خودکار یا نیمه اتوماتیک(AMT)

گیربکس دستی خودکار یا نیمه اتوماتیک (Automated Manual or Semi-Automatic Transmission) در حقیقت نوع دیگری از دنده های دستی بوده که به نام گیربکس نیمه دستی یا گیربکس شبه خودکار یا دستی ترتیبی شناخته می شود. در این نوع گیربکس، تعویض دنده به صورت دستی صورت گرفته و کلاچ گیری توسط سیستم های الکترونیکی(هیدرولیکی و یا الکتریکی)- مکانیکی انجام می گیرد. این نوع گیربکس ها همان گیربکس های مرسوم بوده که به مکانیزم کنترل کامپیوتری کلاچ مجهز شده و فاقد پدال کلاچ برای تعویض دنده هستند.

در این نوع گیربکس سنسورهای الکترونیکی، تجهیزات پنوماتیکی، پردازنده های کامپیوتری و یا محرک های هیدرولیکی به جای پدال کلاچ، وظیفه تعویض دنده را دارند. نوع 7 سرعته این گیربکس در سریعترین خودروی جهان یعنی بوگاتی ویرون استفاده شده است. در خودروهای سوپر اسپرت یا فرمول یک نیز این سیستم به نحو بسیار جالبی مورد استفاده واقع شده که روی فرمان دو اهرم تعویض دنده قرار داده اند تا راننده بتواند بدون نیاز به کلاچ و تنها با فشردن اهرم ها، عمل تعویض دنده را به صورت ترتیبی (Sequential) انجام دهد. نوع 5 سرعته آن در خودروهای سدان سبک و کوچک کاربرد فراوانی پیدا کرده و نوع 7 سرعته آن تنها در خودروهای سوپر اسپرت و مسابقه ای و همچنین خودروهای هیبریدی استفاده می گردد.

اهرم‌های تعویض دنده، روی فرمان فراری اف۴۳۰
اهرم‌های تعویض دنده، روی فرمان فراری اف۴۳۰

جعبه دنده اتوماتیک(Automatic Gearbox)

در جعبه دنده های اتوماتیک عملیات تعویض دنده و انتقال گشتاور موتور به چرخ ها از طریق چرخ دنده خورشیدی و سیاره ای و توسط مجموعه انتقال دهنده گشتاور (Torque Converter) انجام می گیرد. گیربکس اتوماتیک دارای برد الکتریکی با عملکرد هیدرولیکی-الکترونیکی و گیربکس تیپ ترونیک (Tiptronic) با عملکرد هیدرولیکی- الکترونیکی است.

گیربکس های اتوماتیک 3 دنده سال هاست که در خودروسازی منسوخ شده و در دهه 70 میلادی در خودروهای SUV امریکایی مانند شورولت بلیزر و چروکی چیف استفاده می شد. در حالی که گیربکس 4 دنده اتوماتیک در حال حاضر بیشترین کاربرد را در خودروهای سدان با دنده تیپ ترونیک دارند. روند استفاده از گیربکس 5 دنده اتوماتیک در صنعت خودرو رو به کاهش بوده و به جای آن گیربکس 6 سرعته اتوماتیک در خودروهای دیزل با حجم موتور بالا در حال افزایش است. این در حالی است که کاربرد گیربکس 7 سرعته اتوماتیک در خودروهای سوپر اسپرت و موتور عقب روند افزایش داشته و همچنین این نوع گیربکس ها با اعمال تغییراتی جزئی در خودروهای هیبریدی نیز مورد استفاده قرار می گیرند. حتی در برخی از خودروهای لوکس مانند می باخ و مدل هایی از نوع خودروهای اسپرت موتور عقب، مانند پورشه کاربرد نوعی از گیربکس اتوماتیک 8 سرعته نیز متداول است. متخصصان خودرو اعتقاد دارند که کاربرد گیربکس های اتوماتیک 9 دنده در دستور کار خودروسازان قرار خواهد گرفت و تا سال 2020 در خودروهای سوپر اسپرت لوکس با قدرت و سرعت بالا استفاده خواهد شد.

جعبه دنده اتوماتیک(Automatic Gearbox)
نمای برش خورده یک جعبه‌دنده خودکار ۸ دنده

جعبه دنده متغیر پیوسته (CVT)

در جعبه دنده متغیر پیوسته(Continuously Variable Transmission)، روند انتقال قدرت و گشتاور مورتو به چرخ ها توسط مجموعه ای از چرخ دنده های خورشیدی و سیاره ای همراه با تسمه های فولادی روی دو قرقره با پولی (Pulley) انجام می گیرد. در این نوع گیربکس از کلاچ تر یا هیدرولیکی سانتریفیوژ استفاده می گردد و امکان دستیابی به نسبت دنده های نامحدود بین مقادر حداقل و حداکثر وجود دارد. قابلیت انعطاف گیربکسCVT، میزان مصرف سوخت را نسبت به گیربکس های دیگر کاهش می دهد و باعث می شود که در محدوده گسترده ای از سرعت خودرو، موتور دارای پر بازده ترین دور موتور باشد. این نوع گیربکس عملکرد موتور را افزایش می دهد، چرا که به موتور اجازه می دهد با دوری بچرخد که در آن حداکثر قدرت را ایجاد می کند. گیربکس های لاینارترونیک (Lineartronic) از این نوع جعبه دنده در خودروهای سدان کوچک و متوسط مخصوصا در محصولات کمپانی نیسان بوده که حداکثر گشتاور موتور آنها 300 نیوتون متر است و وزنی کمتر از 2 تن دارند. این گونه گیربکس های هم اکنون در خودروهای هیبریدی نیز کاربرد فراوان دارند.

جعبه دنده متغیر پیوسته (CVT)
جعبه دنده متغیر پیوسته (CVT)

گیربکس با کلاچ دوگانه DCT2

جعبه دنده دوکلاچه یا Dual Clutch Transmission نوعی از گیربکس نیمه اتوماتیک است. مانند گیربکس دستی از مجموعه چند چرخ دنده تشکیل شده. با این تفاوت که گیربکس CVT از دو کلاچ برای قطع و وصل نیرو جهت چرخ دنده های زوج یا فرد استفاده می کند و چرخ دنده های زوج و فرد روی دو میله مستقل از هم قرار می گیرند و در حقیقت این سیستم مانند دو گیربکس دستی و مجزا با کلاچ های ترتیبی بوده که در یک محفظه قرار گرفته اند و به عنوان یک واحد انجام وظیفه می کنند.

گیربکس با کلاچ دوگانه DCT2
گیربکس با کلاچ دوگانه DCT2

هر دو کلاچ به صورت هم مرکز و در راستای میله اصلی گیربکس قرار گرفته اند. کلاچ بیرونی و بزرگتر، تعویض دنده های فرد را انجام می دهد و کلاچ درونی و کوچکتر، دنده های زوج را تعویض می کند. معمولا این نوع گیربکس ها در حالت تمام اتوماتیک کار می کنند که به راننده امکان تعویض دنده به صورت دستی را می دهد. عملکرد تعویض دنده ها توسط سنسورها و تجهیزات الکتریکی - هیدرولیکی انجام می گردد. در حال حاظر دو نوع 5 سرعته و 6 سرعته آن در خودروهای پورشه تحت عنوان(PDK) استفاده می گردد و کاربرد آنها روند رو به رشدی در صنعت خودوری دنیا دارد. همچنین نوع 7 سرعته آن برای خودروهای مسابقه ای توسط برندهای مختلف خودروسازی مورد استفاده قرار گرفته است. سری گیربکس های دوال ترونیک (Dual Tronic) که روی بی ام و M3 نصب شده اند، از این نوع گیربکس ها هستند. همچنین سری گیربکس های با دو کلاچ خشک (DDCT) در آلفارومئو MiTo استفاده شده است.


نوشتن دیدگاه


تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید