whatsapp call admin

مقاله در مورد بررسی محدود‌یت در سیستم های انتقال قدرت و راهکار های رفع آن

word قابل ویرایش
111 صفحه
18700 تومان
187,000 ریال – خرید و دانلود

بررسی محدود‌یت در سیستم های انتقال قدرت و راهکار های رفع آن

۱- عوامل محدود‌کننده در تاسیسات (سیستم) انتقال
مقدار نیروی برق در خط انتقال حاصل ولتاژ و جریان است و عاملی است که کنترل آن مشکل بوده و «عامل قدرت» نامیده می‌شود. در صورتی‌که در خطوط، ظرفیت انتقال به اندازه کافی باشد نیروی برق اضافی می‌تواند با اطمینان کامل منتقل شود. در سیستم انتقال سه نوع عامل محدود‌کننده ظرفیت انتقال برق را محدود می‌کنند: عامل حرارت و جریان، عامل ولتاژ و عامل بهره‌برداری از سیستم.

۲- چاره‌جویی محدودیت‌های ظرفیت تاسیسات انتقال
محدود‌کننده‌های مذکور توانایی سیستم را برای انتقال برق محدود می‌کنند، بنابراین ظرفیت بهره‌برداری از شبکه انتقال موجود را کاهش می‌دهند. این بخش از این گزارش در مورد توسعه امکانات به منظور افزایش توانایی انتقال خطوط انتقال موجود بطوریکه ظرفیت بیشتری از برق بتواند با اطمینان از یک بخش سیستم به بخش دیگر یا از یک سیستم به سیستم دیگر منتقل شود.

۳-محدود‌یت حرارتی و جریان
محدودیت‌های حرارتی معمولی‌ترین عوامل محدود‌کننده‌ای هستند که توانایی و ظرفیت انتقال برق را در خط انتقال، کابل و ترانسفورماتور محدود می‌کنند. خط انتقال در برابر جریان الکترون‌ها مقاومت می‌کند و باعث تولید گرما می‌شود. میزان گرمای ایجاد شده در تجهیزات خط انتقال به جریان یعنی میزان جریان الکترون‌ها و همچنین به شرایط ‌آب و هوایی محیط ارتباط دارد مانند درجه حرارت، سرعت باد، مسیر باد به دلیل تاثیرات آب و هوا و پراکندگی حرارت در هوا. حدود گرما برای خطوط انتقال معمولاً برحسب جریان‌های برق بیان می‌شود.

بدلیل اینکه گرمای بیش از حد به دو مساله احتمالی منتهی می‌شود محدودیت‌های گرمایی تحمیل می‌شود.
این دو مساله عبارتند از:
۱)خط انتقال به دلیل گرمای زیاد، قدرت خود را از دست می‌دهد و این گرمای زیاد عمر خط را کاهش می‌دهد.
۲) خط انتقال منبسط شده و در مرکز فاصله بین دکل‌های نگاهدارنده آن دچار خمیدگی می‌شود. در صورتی که درجه حرارت بکرات بسیار زیاد باشد خط هوایی دایماً کشیده می شود و ممکن است فاصله آن از زمین کمتر از اندازه‌ای باشد که به دلایل ایمنی لازم است. چون این گرم شدن بیش از حد بطور تدریجی انجام می‌شود و برای مدت زمان‌های محدود جریان‌های بیشتری انتقال می‌یابد. گرمای عادی برای خط انتقال در اثر میزان جریان برق ایجاد می‌شود که این خط بتواند آنرا دایماً انتقال دهد.

مقادیر اضطراری اندازه‌هایی هستند که خط می‌تواند برای مدت معینی مثلاً چند ساعت از عهده آنها برآید.
کابل‌های زیرزمینی و ترانسفورماتورهای برق نیز بوسیله عوامل گرمایی محدود می‌شوند. کابل‌های زیرزمینی در هنگام بهره‌برداری در درجه گرمای بیش از حد به دلیل خسارت وارد شدن به عایق از عمر سرویس‌دهی آنها کاسته می‌شود. ترانسفورماتورهای قدرت نیز طوری طراحی شده‌اند که در حداکثر افزایش درجه گرما در هنگام بهره‌برداری از عایق‌ آنها محافظت به عمل آید.

مقدمه
سیستم انتقال قدرت دو وظیفه را در اتومبیل به عهده دارد: انتقال قدرت از موتور به چرخهای محرک و تغییر مقدار گشتاور. در تشریح سیستم انتقال قدرت به کرات از دو عبارت توان و گشتاور استفاده می‌شود که توضیح کوتاهی درباره هرکدام ضروری به نظر می‌رسد. عبارت «توان» نرخ یا سرعت انجام کار است. «تورک» یا گشتاور به زبان ساده یعنی گردش نیرو. با توجه به ارتباط بین دور موتور و توان ، وجود جعبه دنده‌های چند نسبته ضروری است، چرا که موتور اتومبیل بیشینه توانش را در سرعتهای معین تحویل می‌دهد که البته منظور از سرعت همان RPM یا دور در دقیقه است.

برای بهره گیری از همان دور موتورها در سرعتهای مختلف حرکت که اینجا منظور از سرعت چیزی است که در آمپر سرعت دیده می‌شود، باید نسبت چرخ دنده بین موتور و چرخهای محرک تغییر یابد. اتومبیل درست مثل یک دوچرخه باید برای حرکت در محدوده‌ای از سرعتها ، چرخ دنده‌ها را تعویض کند. اما برخلاف دوچرخه سیستم انتقال توان اتومبیل امکان عقب رفتن را نیز برای شما فراهم می‌کند.

نقش چرخ دنده
در واقع دو مجموعه از چرخ دنده‌ها در سیستم انتقال توان وجود دارد: گیربکس یا جعبه دنده و دفرنسیال. وظیفه جعبه دنده تنظیم نسبت چرخ دنده است و دیفرانسیل نیز اجازه می‌دهد تا چرخها در سرعتهای گوناگون بچرخند. جعبه دنده‌های دستی معمولاً دارای چهار یا پنج سرعت هستند و اغلب از اور درایو یا بیش ران (وسیله ای در جعبه دنده که نسبت چرخ دنده را پایین می‌آورد و مصرف سوخت را کاهش می‌دهد) برخوردارند.

در واقع اور درایو به وضعیتی گفته می‌شود که در آن محور یا شفت ورودی می‌تواند سریعتر از محور خروجی بچرخد، که در نتیجه میزان مصرف سوخت در بزرگراه کاهش می‌یابد. در برخی از جعبه دنده‌ها از کلاج الکتریکی و یک سوئیچ استفاده می‌شود که درگیری یا عدم درگیری اور درایو را کنترل می‌کند.

جعبه دنده دستی بدون کلاج
دستاورد جالبی که در تعداد اندکی از اتومبیلها دیده می‌شود، جعبه دنده دستی بدون کلاج است. در این نوع جعبه دنده یک دسته دنده و یک کلاج الکتریکی خودکار بکار می‌رود. علاوه بر این زمانی که راننده دنده‌ها را عوض می‌کند، سنسورهای سرعت و موقعیت ، مینی کامپیوترها و تنظیمهای گاز کاربراتور از افزایش بیش از حد دور موتور جلوگیری می‌کند. در واقع مثل بسیاری از نوآوریهای دنیای اتومبیل این هم یک ایده قدیمی است که امروز به برکت تحول کامپیوتر میسر شده است.

جعبه دنده‌های خودکار برای ترکیب سرعت و گشتاور عموماً از سه چرخ دنده رو به جلو استفاده می‌کنند. در جعبه دنده‌های سه سرعته اولین چرخ دنده برای شروع حرکت بیشترین گشتاور را در کمترین سرعت تحویل می‌دهد. چرخ دنده دوم برای حالتهایی مثل افزایش سرعت و بالا رفتن از سربالاییها مقدار گشتاور و سرعت متوسطی را ارائه می‌کند. سرانجام سومین چرخ دنده بیشترین سرعت با کمترین گشتاور را برای حرکت در بزرگراه فراهم می‌کند. یک چرخ دنده معکوس نیز حرکت رو به عقب را میسر می‌سازد.

جعبه دنده دستگاهی برای تغییر توان و سرعت است که در جایی بین موتور و چرخهای متحرک وسیله‌ای نصب می‌شود. به عبارت دیگر این دستگاه راهی برای تغییر نسبت بین دور موتور و دور چرخها فراهم می‌کند. به گونه‌ای که در موقعیتهای خاص حرکت بهترین حالت ممکن را داشته باشد. در برخی از انواع سیستم انتقال توان از وسیله‌ای موسوم به محور انتقال استفاده می‌شود. این وسیله به زبان ساده ترکیبی از جعبه دنده و دفرنسیال است که معمولاً می‌توان آن را در اتومبیلهای چرخ جلو متحرک یافت، اما در اتومبیلهای موتور وسط یا عقب نیز دیده می‌شود. البته در برخی از اتومبیلهای کم نظیر موتور در جلو قرار دارد و در عین حال برای بالانس بهتر وزن از یک محور انتقال در عقب استفاده می‌شود.

تولید گشتاور
گشتاور از توان بدست می‌آید. مقدار گشتاور قابل حصول از یک منبع توان ، با فاصله‌ای از مرکز دوران که گشتاور در آن نقطه بکار می‌رود متناسب است. بنابراین منطقی است که اگر محوری (در این بحث میل لنگ) داشته باشیم که با هر سرعت اعمال شده‌ای می‌چرخد، می‌توانیم چرخ دنده‌هایی با اندازه‌های گوناگون روی آن قرار دهیم و نتایج مختلفی بدست آوریم. چنانچه چرخ دنده بزرگی روی محور نصب کنیم، می‌توانیم در لبه آن سرعت بیشتر و توان کمتری نسبت به یک چرخ دنده کوچکتر بدست آوریم.

حال اگر محور دوم را موازی با محور محرک مان قرار دهیم و مطابق چرخ دنده‌های روی شفت متحرک ، چرخ دنده‌هایی روی آن نصب کنیم، می‌توانیم تقریباً هر ترکیبی از توان و سرعت را که در محدوده توانایی موتور باشد بدست آوریم. این دقیقاً همان چیزی است که جعبه دنده اتومبیل به کمک چرخ دنده‌ها و دیگر اجزا انجام می‌دهد.

انواع جعبه دنده
در یک نگاه کلی دو نوع جعبه دنده وجود دارد: دستی و خودکار. در حالت اول مجبور هستید برای تعویض دنده‌ها معمولاً از یک دسته دنده واقع در کنسول و پدال کلاج استفاده کنید. چنانچه جعبه دنده خودکار باشد خود مکانیسم بدون دخالت شما دنده‌ها را عوض می‌کند. این عمل از طریق یک سیستم که توسط فشار روغن تغذیه می‌کند، انجام می‌شود. تعویض هر یک از دنده‌ها توسط یک سوپاپ تعویض کنترل می‌شود.

در واقع تعویض دنده‌ها به سرعت ، جاده و شرایط بار بستگی دارد. قسمت اساسی دیگر تمامی سیستمهای انتقال قدرت یکی از انواع کلاج است. این وسیله به موتور اجازه می‌دهد تا هنگامی که چرخ دنده‌ها و چرخها ثابت هستند به حرکتش ادامه دهد. در اتومبیلهای مجهز به جعبه دنده خودکار به جای کلاج از مبدل گشتاور استفاده می‌شود. از پشت موتور گرفته تا محل تماس لاستیک با جاده همگی عضو یکی از پیچیده‌ترین سیستمهای اتومبیلتان به حساب می‌آیند

. به اعتقاد برخی نگاه کردن به یک جعبه دنده مغزشان را آزرده خاطر می‌سازد. جعبه دنده دستی
همانطور که گفته شد جعبه دنده دستی امکانی را فراهم می‌کند تا نسبت بین سرعت موتور و سرعت چرخها تغییر کند. تغییر این نسبت دنده‌ها باعث می‌شود تا مقدار صحیح توان موتور در بیشتر سرعتهای مختلف بدست آید. جعبه دنده دستی برای بکار گیری و جابجایی گشتاور موتور به محل ورودی جعبه دنده ، نیازمند استفاده از کلاج است.

کلاج باعث می‌شود تا این عمل بطور تدریجی اتفاق بیفتد و به همین علت اتومبیل می‌تواند از یک توقف کامل شروع به حرکت کند. در جعبه دنده‌های دستی مدرن هیچ کدام از چرخ دنده‌های رو به جلو از درگیری خارج نمی‌شوند. در واقع آنها از طریق استفاده از هماهنگی کننده‌ها به محورهایشان متصل می‌شوند. حرکت عکس نیز به کمک چرخ دنده هرزگر معکوس که به هنگام حرکت رو به عقب اتومبیل درگیر می‌شود، بدست می‌آید.

برخی از جعبه دنده‌های دستی دارای اور درایو هستند. اور درایو بخشی مکانیکی است که به پشت جعبه دنده پیچ می‌شود، عموماًَ اور درایو را به اسم دنده پنجم می‌شناسند. زمانی که از آن استفاده می کنید سرعت یا همان دور موتور حدود یک سوم کاهش می‌یابد در حالیکه آمپر سرعت اتومبیلتان همان سرعت حرکت را نشان می‌دهد. کمپانی کرایسلر در سال ۱۹۳۴ اولین جعبه دنده مجهز به اور درایو را معرفی کرد. بیشتر اتومبیلها سه الی پنج دنده جلو و یک دنده عقب دارند،

چنانچه در جعبه دنده‌ای یک چرخ دنده با ده دندانه چرخ دندانه دیگری با بیست دندانه را بگرداند گفته می‌شود که حرکت دارای نسبت دو به یک است. در واقع نسبت حرکت دو چرخ دندانه برابر است با نسبت تعداد دندانه‌های چرخ دنده دوم به اول. اولین دنده توان موتور را از طریق یک جفت مجموعه چرخ دنده کاهنده که به هنگام آغاز حرکت توان را افزایش و سرعت را کاهش می‌دهد، به چرخهای محرک می‌رساند.

در این حالت موتور بسیار سریعتر از محور خروجی می‌چرخد، معمولاً با نسبت چهار به یک. سرعتهای متوسط با تغییر نسبت دنده تا نزدیکیهای یک به یک و سرانجام سرعت نمایی معمولاً با اتصال مستقیم محورهای ورودی و خروجی با نسبت حرکت دقیقاً یک به یک بدست می‌آید. بکار گیری یک مجموعه متحرک از چرخ دنده‌ها با ابعاد متفاوت ، دستیابی به چندین مقدار از گشتاور خروجی را ممکن می‌سازد.

چرخ دنده محرک دفرنسیال اتومبیل که توسط شفت متحرک به حرکت در می‌آید چرخ دنده حلقوی (چرخ دنده‌ای شبیه حلقه در دفرنسیال اتومبیل که پینیون یا همان چرخ دنده کوچک متصل به میل گاردان آن را می‌چرخاند و نیرو را از طریق دفرنسیال به اکسل می‌دهد) را می‌چرخاند. در واقع این دو چرخ دنده مثل یک جعبه دنده تک سرعته عمل می‌کنند و باعث کاهش بیشتر دور موتور و افزایش گشتاور با یک نسبت ثابت می‌شوند. چرخ دنده‌ها دقیقاً مشابه اهرمها کار می‌کنند. چرخ دنده کوچکتر در حالی همتای بزرگترش را می‌چرخاند که میزان گشتاور افزایش و سرعت کاهش یافته است.

نگهداری جعبه دنده
جعبه دنده برای حفظ حرکت نرم و روان تمام چرخ دنده‌ها و محورها نیاز به روانکاری دارد. این کار با پر کردن محفظه جعبه دنده بطور جزئی با روغن چرخ دنده غلیظ انجام می‌شود. زمانی که چرخ دنده‌ها می‌چرخند روغن را به اطراف روانه و تمام قسمتها را روانکاری می‌کنند. درزبندیهای روغن نیز در جلو و عقب از نشت جریان به بیرون از محفظه جلوگیری می‌کنند. زمانی که می‌خواهید روغن را عوض کنید یا اینکه هنگام تعویض دنده متوجه مشکلات یا تفاوتهایی زیاد شدید، باید سطوح سیال را چک کنید. در واقع این حالات می‌تواند نشانگر پایین بودن سطح سیال باشد.

چه عاملی باعث تغییر دنده در جعبه دنده می شود؟
دو شاخه‌ها یا ماهکهای تعویض دنده که به آنها یوغهای لغزان هم می‌گویند. این یوغها شبیه جای پارویی در قایق هستند و در شیاری واقع در غلاف کلاج سوار می‌شوند. ماهکهای تعویض دنده به یک بادامک و محور متصل شده‌اند. این بادامک نیز توسط توپهای فولادی بارگذاری شده با فنر که از میان شکافهای موجود در بادامک بالا می‌روند به حرکت در می‌آید و در چرخ دنده انتخاب شده حفظ می‌شوند و ماهکهای تعویض را در همان چرخ دنده نگه می‌دارند.

محورهای بادامک و سیستم محورها وارد محفظه و به اهرمهای تعویض بسته می‌شوند. سپس ماهکهای تعویض ، هماهنگ کننده را با چرخ دنده‌ها و محورهایی که روی آن ســـوار هستند درگیر می‌کند و به حرکت در می‌آورد. اهرمهای تعویض نیز به نوبه خود به یک کنترل کننده روی لوله فرمان یا دسته دنده واقع در کف متصل هستند که هر دوی آنها در اختیار راننده است.
آیا باید سیال درون یک جعبه دنده دستی را عوض کرد؟

معمولاً احتیاجی نیست. اما در برخی اتومبیلهای قدیمی مثل فولکس واگن بتیل تعویض دوره‌ای روغن جعبه دنده توصیه شده است. اما در مورد اتومبیلهای غیر مدرن و وانتهای سبک ضروری است. علت این اجبار به علت تمیز ماندن روغن و در نتیجه شرایط کار تقریباً خنک برای آن است. سیال موجود در جعبه دنده‌های دستی یا میله‌های اتصال بر خلاف جعبه دنده‌های خودکار که بطور پیوسته در حال زیر و رو شدن است و توسط ذراتی که موجب فرسودن صفحه کلاج می‌شود، آلوده شده است، وضعیت تمیزتری دارد. در نتیجه عمر جعبه دنده را افزایش می‌دهد.

تنها نشانه‌ای که می‌تواند شما را مجاب به تعویض روغن جعبه دنده کند، تعویض دشوار دنده‌ها در هوای سرد است. در بیشتر اتومبیلهای قدیمی چرخ عقب متحرک ، جعبه دنده‌ها از روغنهای سنگینی مثل ۹۰W ، ۷۵W و ۸۰W پر شده‌اند که در دمای زیر صفر عمل تعویض دنده را تا حدی سخت و سفت می‌کنند. در این مورد استفاده از روغن سبکتر ممکن است منجر به نرمی تعویض دنده شود. در اغلب محورهای انتقال دستی در اتومبیلهای چرخ جلو متحرک امروزی برای حفظ

روانکاری چرخ دنده‌ها از سیال جعبه دنده خودکار (DexronII (ATF استفاده می‌شود. ATF در دماهای پایین حالت سیالی خود را بیشتر حفظ می‌کند. از اینرو کارایی بهتری دارد اما ATF نباید جانشین روغن چرخ دنده‌ها شود.
در واقع تنها باری که باید به یک جعبه دنده دستی روغن بیفزایید زمانی است که نشتی روغن رخ دهد. چنانچه نشانه‌هایی از گریس یا رطوبت در اطراف درزبندهای محور محرک یا محور پیرو مشاهده کردید، باید سطح روغن در جعبه دنده را بررسی کنید. چرا که ممکن است پایین آمده باشد. مراقب باشید ادامه فعالیت جعبه دنده با روغن کم می‌تواند باعث خرابی کامل آن شود.

چنانچه کلاج اتومبیلی شروع به لرزیدن کرد آیا باید تعویض شود؟
چنانچه میزان کارکرد کلاج کم باشد، یعنی در حدود ۶۰ هزار کیلومتر یا کمتر ، علت لغزش را می‌توان یکی از این دو دانست: آلودگی روغن یا به هم خوردن تنظیم اتصال کلاج. اما چنانچه میزان کارکرد در حدود ۹۰ هزار کیلومتر یا بیشتر باشد، علت فرسودگی است و باید کلاج را تعویض کرد. برای جلوگیری از آلودگی روغن که یکی از عوامل لغزش کلاج است، پشت موتور و پوسته فلایویل (چرخ طیار) را برای نشتیهای روغن مورد بررسی قرار دهید.

چنانچه در پوسته فلایویل یا کارتل روغن نشانه‌هایی از نشتی باشد، احتمالاً درزبند روغن دچار فرسودگی یا ترک شده است. نقاط دیگری که احتمال نشتی در آنها می‌رود عبارتند از منیفولد و واشرهای محافظ سوپاپ در پشت موتور و درزبند محور ورودی جعبه دنده. چنانچه با نشتی روغن مواجه شدید تا پیش از برطرف کردن آن ، کلاج را عوض نکنید. زمانی که محفظه‌های کلاج با روغن کثیف شده‌اند چاره‌ای جز تمیز کردن آن نیست، اما تنها راه برگرداندن عملکرد مناسب کلاج تعویض دیسک است.

چنانچه در بازدید خود به هیچگونه نشتی برنخوردید تنظیم اتصال کلاج را بررسی کنید. بیشتر اتومبیلها با یک اتصال کابلی دارای مکانیسم تنظیم خودکار هستند که فرض می‌شود شرایط مطلوب را حفظ می‌کنند. به هر حال این کابل بیش از آنکه خیلی سفت باشد بسیار شل است. اما چنانچه شخصی قطعات نزدیک به این اتصال را دستکاری کند ممکن است موجب سفت شدن آن شود. همین اتفاق در مورد اتومبیلهایی با اتصال هیدرولیکی نیز محتمل است. بخاطر بسپارید که در واقع هیچ راهی وجود ندارد تا اینگونه اتصالات موجب لغزش کلاج شوند مگر آنکه تنظیم آن توسط شخصی به هم خورده باشد.

سیستمهای انتقال قدرت
امروزه سیستم انتقال قدرت دستی MT) )(موسوم به گیربکس دستی) که به وسیله راننده از طریق سیستم تعویض دنده و عملکرد کلاچ کنترل می‌شود، در حال تغییر و تحول می‌باشد. در سالهای گذشته تعداد نسبت تبدیل‌ها از چهار به پنج رشد یافته و برای خودروهای ورزشی این تعداد حتی به ۶ دنده (مستقیم یا جلو) نیز می‌رسد. این افزایش تعداد دنده‌ها در کاهش مصرف سوخت موثر می‌باشد. در حال حاضر صنایع سیستم انتقال قدرت متعارف در جهت افزایش کاربرد مواد سبک، افزایش تعداد نسبت تبدیل‌ها، کاهش تعداد قطعات متحرک و افزایش کنترل الکترونیکی در حال تغییر است.

سیستم‌های انتقال قدرت در حالت کلی به چند نوع تقسیم‌بندی می‌شوند:
– سیستم انتقال قدرت دستی (گیربکس دستی)
– سیستم انتقال قدرت اتوماتیک (AT)
– سیستم انتقال قدرت دستی با کلاچ اتوماتیک (MTAC)
– سیستم انتقال قدرت دستی اتوماتیک شده (AMT)
– سیستم انتقال قدرت با تغییرات نسبت تبدیل پوسته (CVT)
– سیستم انتقال قدرت متغیر نامحدود (IVT)

سالهای متمادی اروپایی‌ها فقط از دو نوع گیربکس استفاده می‌کردند- گیربکس اتوماتیک مرسوم و گیربکس متداول دستی. اما در این ایام امریکایی‌ها و ژاپنی‌ها بیشتر از گیربکس‌های اتوماتیک مرسوم به عنوان گیربکس استاندارد برروی خودروها استفاده می‌نمودند. علت این موضوع این بود که اروپایی‌ها معتقد بودند که سیستم انتقال قدرت اتوماتیک گران و پرهزینه است. گذشت زمان سبب تغییر این برداشت از گیربکس اتوماتیک شد. موضوعاتی مثل قابلیت رانندگی، اقتصادی بودن، همچنین افزایش سطح درآمد مردم در اروپا باعث شد که مردم اروپا پیش از پیش به گیربکس اتوماتیک گرایش پیدا کنند.

از دیگر دلایل این تغییر عقیده می‌توان مسئله نیاز به کاهش آلاینده‌های خروجی خودرو و نیز نیاز به بهینه‌سازی مصرف سوخت با توجه به افزایش قیمت سوخت و مسئله حفظ محیط‌زیست اشاره کرد.
صنعت گیربکس و سیستم انتقال قدرت امروزه توسط سازندگان توانمند در اروپا، آمریکا و ژاپن تقریباً به همه دنیا راه پیدا کرده است. در امریکا و ژاپن همانگونه که اشاره شد اکثر خودروها مجهز به گیربکس اتوماتیک هستند. در صورتی که در اروپا فقط %۱۵ خودروها مجهز به گیربکس اتوماتیک

هستند و بقیه بازار اختصاص به گیربکس‌های دستی دارد. در اروپا جائیکه پایه طراحی و ساخت سیستم‌های انتقال قدرت دستی استوار است، تحقیقات وسیعی در زمینه اتوماتیک کردن گیربکس‌های دستی در حال انجام است. نمونه‌های موفق و خوبی را نیز برروی خودروها سوار کرده‌اند. این گیربکسها ابتدا برروی خودروهای مینی و سبک سوار شده است ولی در آینده نزدیک این نوع سیستم انتقال قدرت برروی خودروهای لوکس با حجم بالا نصب خواهد شد. در زمینه

گیربکس CVT نیز اروپائیها کارهای ارزشمندی را کرده‌اند اما هزینه بالا و نیز کارایی کم نسلهای اول CVT در جهت انتقال گشتاور مانع از توسعه لازم این نوع سیستم انتقال قدرت شده است. گیربکسهای اتوماتیک در اروپا برای ماشینهای سنگین و لوکس با حجم خیلی بالا استفاده می‌شود و در این کلاس از خودرو از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است. اندیشه کلی توسعه سیستم انتقال قدرت بهبود بخشیدن به کاهش مصرف سوخت، کاهش انتشار آلاینده‌ها و عملکرد بهتر و در عین حال

افزایش قابلیت رانندگی و افزایش راندمان خودرو وهمچنین کاهش هزینه‌ها برای مشتری می‌باشد. یکی از ابزارهای موثر در دستیابی به این اهداف استفاده از الکترونیک برای کنترل بهتر سیستم انتقال قدرت می‌باشد. به همین خاطر امروزه مشاهده می‌شود که گیربکس سازان قدمت دار جهان چه در زمینه گیربکس‌های اتوماتیک و چه دستی در طراحی محصولات جدید خودشان ارتباط تنگاتنگ با شرکتهای بزرگ الکترونیک برقرار کرده‌اند تا از این طریق سختگیریهای دولتها را در جهت کاهش مصرف سوخت و کاهش میزان آلودگی و نیازهای مشتریان خودشان را پاسخگو باشند.
انواع سیستمهای انتقال قدرت

۱-۱- سیستم انتقال قدرت دستی
کاربرد این نوع گیربکس در خودروهای اروپایی متداول است. این نوع گیربکس بوسیله راننده از طریق سیستم تعویض دنده و کارکرد کلاچ کنترل می‌شود. در سالهای گذشته تعداد نسبت تبدیل‌ها از چهار به پنج رشد یافته و برای خودروهای ورزشی این تعداد حتی به ۶ دنده (مستقیم یا جلو) نیز می‌رسد. این افزایش تعداد دنده‌ها در کاهش مصرف سوخت موثر می‌باشد.

۱-۲- سیستم انتقال قدرت اتوماتیک
گیربکس متداول برای خودروهای سوار در آمریکا، گیربکس اتوماتیک می‌باشد. در این نوع گیربکس از یک مبدل گشتاور جهت تعویض نرم دنده‌ها استفاده می‌شود. نسل‌های قدیم این گیربکس دارای ۳ دنده است. اما سالهای اخیر گیربکس‌های زیادی با ۴ دنده و حتی۵ دنده نیز به بازار عرضه شده است، همچنین شرکت ZF آلمان اخیراً گیربکس ۶ دنده اتوماتیک را نیز به بازار عرضه کرده است، این گیربکس برروی خودروهای سری BMW7 آلمان نصب شده است.

ز ویژگی‌های این گیربکس ۶ دنده می‌توان کاهش مصرف سوخت ۵ تا ۷ درصدی و نیز کاهش ۱۳ درصدی وزن را نسبت به نسخه ۵ دنده آن نام برد. لازم به ذکر است که در امریکا تقریباً ۸۸% خودروهای سواری مجهز به گیربکس اتوماتیک هستند. این رقم در ژاپن به ۸۷% می‌رسد و در اروپا تنها ۱۵% از خودروهای سواری مجهز به گیربکس اتوماتیک هستند.
یک نوع سیستم تعویض دنده طراحی شده برای گیربکس‌های اتوماتیک موسوم به سیستم تعویض دنده آنتونو می‌باشد. در گیربکس‌های اتوماتیک مرسوم، تعویض دنده از یک دنده به دنده دیگر به صورت پله‌ای اتفاق می‌افتد و این باعث تغییر لحظه‌ای سرعت می‌گردد. در سیستم آنتونو، در حالت گذر از یک دنده به دنده دیگر، سیستم کلاچ وظیفه انتقال قدرت را بعهده می‌گیرد، لذا هیچ وقت

انتقال نیرو از موتور به چرخ منقطع نمی‌شود. همین امر موجب می‌شود که احساس رانندگی بهتری بوجود آید. سیستم تعویض دنده خودکار آنتونو (AAD) از یک ایده کاملاً واضح و ساده استفاده می‌کند. تغییر دنده‌ها بوسیله دو نیرویی که بطور طبیعی در حین انتقال قدرت بوجود می‌آیند صورت می‌گیرد. دو نیرویی که جایگزین المانهای مصرف کننده انرژی در گیربکسهای اتوماتیک موجود می‌شوند. یکی از این دو نیرو، نیروی محوری ایجاد شده در اثر درگیری چرخ‌دنده‌های مارپیچ است

که تمایل دارد چرخ دنده‌های درگیر را در امتداد شفت‌هایشان از یکدیگر دور کند. دیگری نیروی گریز از مرکز ایجاد شده بوسیله اجسام دوار می‌باشد. اگر تعادل بین این دو نیرو یعنی نیروی گریز از مرکز و نیروی محوری در یک نمونه کلاچ بررسی شود، عملکرد این سیستم بهتر درک می‌شود.
در حین شتاب، گشتاور از طریق شفت ورودی اعمال می‌شود. نیروی محوری ایجاد شده از درگیری چرخ دنده‌های مارپیچ، چرخ‌دنده حلقه‌ای را به سمت باز شدن کلاچ رانده و آن را در وضعیت باز نگه می‌دارد و در نتیجه انتقال قدرت از طریق مجموعه چرخ دنده سیاره‌ای اتفاق افتاده و یک نسبت تبدیل کاهنده دور که اولین نسبت تبدیل است شکل می‌گیرد. در این حالت چرخ دنده خورشیدی

مجموعه سیاره‌ای با کمک یک سیسم جانبی قفل است. در وضعیت انتقالی (حالت گذر از دنده یک به دو) نیروی محوری با نیروی گریز از مرکز برابر می‌شود و کلاچ شروع به لغزش می‌کند به محض اینکه این لغزش افزایش می‌یابد نیروی محوری کاهش خواهد یافت. بخشی از توان از طریق کلاچ

انتقال می‌یابد که باعث می‌شود نیروی محوری بطور تصاعدی حذف شده و کلاچ بطور کامل بسته شود. در این حین، نسبت تبدیل بصورت پیوسته تا لحظه یکی شدن دور شفت ورودی و خروجی که نسبت تبدیل دوم است، کاهش می‌یابد. در حین حرکت در دنده دو که هیچ نسبت تبدیلی از طریق چرخ‌دنده‌ها صورت نمی‌گیرد، نیروی گریز از مرکز از نیروی محوری که در این حالت مقدار آن صفر

است بزرگتر بوده و کلاچ را همواره بسته نگه می‌دارد. در این حال به منظور کاهش استهلاک چرخ‌دنده‌های مجموعه سیاره‌ای می‌توان قفل چرخ‌دنده خورشیدی مجموعه را برداشت.
در فرایند دنده معکوس، در اثر افزایش بار روی شفت خروجی یا کاهش گشتاور روی شفت ورودی دور پایین می‌آید. با پایین آمدن دور، نیروی گریز از مرکز کاهش یافته و دیگر برای بسته نگه داشتن کلاچ کافی نبوده و بنابراین لغزش کلاچ شروع خواهد شد. به محض شروغ لغزش مجموعه،

چرخ‌دنده خورشیدی مجدداً فعال شده و در اثر نیروی محوری درگیری چرخ‌دنده‌های مارپیچ، کلاچ کاملاً باز می‌شود. بدین ترتیب نسبت تبدیل کاهنده (دنده یک) بطور یکنواخت ایجاد می‌گردد. صفحات کلاچ این سیستم از یک ویژگی خود حفاظتی برخوردار هستند که مانع از آسیب دیدن آنها در دمای کارکرد بالا می‌شود. در هنگام لغزش، دمای روغن بین صفحات کلاچ افزایش یافته و در

نتیجه ویسکوزیته آن پایین می‌آید. روغن با ویسکوزیته کم بطور طبیعی از بین صفحات فرار کرده احتمال قفل شدن کلاچ افزایش می‌یابد. فرایند شرح داده شده در بالا فقط دو نسبت تبدیل را فراهم می‌کند که البته قادر به پوشش دادن تمام دامنه عملکرد خودروهای جدید نیست. برای ایجاد ۴، ۶ یا هشت نسبت تبدیل به ازای هر جفت نسبت تبدیل جدید لازم است یک مجموعه سیاره‌ای به طور سری اضافه شود. پلانچر پمپ روغن نیرو را از طریق یاتاقان کف گرد به کلاچ اصلی مجموعه و پوسته نگه دارنده کلاچ منتقل می‌کند بطوریکه اعضاء دوار کلاچ یکطرفه را به پوسته قفل می‌کند. بطوریکه اعضاء دوار کلاچ یکطرفه را به پوسته قفل می‌کند. بنابراین کلاچ می‌تواند تحت گشتاور باز

شود و یک نسبت تبدیل ثابت بدون مشکل چه از نظر گشتاور و یا سرعت در مجموعه سیاره‌ای اعمال گردد. یک شیر ساده حرکت پلانچر را کنترل می‌کند. فشار لازم برای حرکت پلانچر توسط یک پمپ فشار پایین (p £۳ bar) تامین می‌شود. بعلت سطح بزرگ این پلانچر با همین فشار کم یک نیروی بزرگ جهت باز کردن کلاچ ایجاد می‌گردد.

– مزایا: AAD آنتونو بطور قابل ملاحظه‌ای ساختمان گیربکس اتوماتیک سنتی را ساده می‌نماید. این مزیت برای تولید کنندگان خودرو یا گیربکس، اندوخته‌های جالب توجهی را در قیمت، راندمان، اندازه و وزن ایجاد می‌کند.

– کاربردها
کاربردی AAD به وسیله‌ی راننده به همان روش بکار گرفته در گیربکس‌های اتوماتیک مرسوم است. در این سیستم نیز تعویض دنده از دنده‌ای دیگر همچون یک گیربکس اتوماتیک متداول به نرمی انجام می‌پذیر اما در طی حرکت، انتقال قدرت به چرخها هرگز منقطع نمی‌شود. این ویژگی دینامیک

وسیله نقلیه را بهبود می‌بخشد. بطوریکه کله کردن خودرو با استفاده از این سیستم تعویض دنده فوق‌العاده خفیف می‌گردد و احساس رانندگی بهتری به سرنشینان خودرو دست می‌دهد. ارزیابی‌های مستقل توسط شرکت‌های خودرو و گیربکس و مراکز آزمایشگاهی اثبات می‌کند که AAD پشرفت‌های عمده‌ای را برخلاف طرح‌های ارائه شده قدیمی حاصل کرده و به مزایای قابل توجهی در برابر سیستم‌های اتوماتیک متداول امروزی دست یافته است.

– منافع کاربران
• ۱۵ تا ۳۰ درصد بهبود راندمان مصرف سوخت
• سرعت گیری (شتاب) سریع‌تر
• حداکثر سرعت بالاتر
• حساسیت بیشتر
• دینامیک حرکت بهتر خودرو
• قطع نشدن انتقال قدرت به چرخ‌ها در حین حرکت

– منافع تولیدکنندگان
• کاهش ۳۰ تا ۴۰ درصد هزینه تمام شده محصول
• ابعاد کوچک (کوچکترین طرح ۴ و ۶ سرعته در دنیا)
• تا ۳۰ درصد کاهش وزن

• حداقل شدن هزینه‌های دگرگونی کامل محصول
همه اینها به عواملی جهت سودآوری بیشتر محصول مجهز به این سیستم می‌شود. گیربکسهای اتوماتیک مجهز به سیستم آنتونو برای عملکرد مناسب، راندمان فوق‌العاده، فشردگی و سادگی حداکثر ساخته شده‌اند. آنها سبب کارا شدن بهتر خودروها و مهمتر از همه تبلور احساس خوشایندی است که به سرنشینان خودرو دست می‌دهد. از این نظر AAD نسبت به سایر اتوماتیک‌های جدید، که در نرمی یا حساسیت‌های رانندگی یا هر دو مورد ناامید کننده هستند، قابل مقایسه نیست.

بکار بردن قطعات مرسوم و تکنولوژی‌های تولید امروزی در AAD به این معنی است که AAD می‌تواند بطور انبوه در مراکز تولید گیربکس‌های موجود با هزینه انسانی کم تولید گردد. نداشتن تکنولوژی‌های پیچیده و سیستم‌های غیرقابل اطمینان موجب می‌شود که دوام و عمر کاری قطعات بهتر از گیربکس‌های طرح قدیم باشد.

فرآیند توسعه‌ی AAD آنتونو، در طی یک دهه مرهون توجه برخی از مهندسان خلاق دنیا است. پیشرفت سریع AAD تا مرحله نمونه‌سازی و تشویق غیرقابل وصف تولیدکنندگان وسایل نقلیه، نشان‌دهنده اعتماد آنها به تکنیک AAD است. همه این موارد حاکی از موفقیت AAD در آینده نزدیک خواهد بود.

مهمترین موضوعات جهت طراحی و توسعه محصول گیربکس عبارتند از:
• مصرف سوخت
• شتاب
• کیفیت جابجای دنده‌ها
• کاهش صدا
• کیفیت و قابلیت اطمینان
الف- مصرف سوخت

– کنترل لغزش مبدل کلاچ (Slip Controlled Converter Clutch = SCC)
برای دست‌یابی به اهداف کاهش مصرف سوخت و همچنین دست‌یابی به محدودیت‌های تعیین شده در قالب مقررات دولتی که در الزامات جدید (EU3) آورده شده است، لازم است تا از قابلیتهای موتور همیشه در حد بهینه استفاده شود. برای مثال در دورهای پایین موتور لازم بود افت‌های هیدرولیکی مبدل را حدالاامکان کاهش داد. در گذشته به خاطر مشکلات ارتعاشی و

امکان قفل کردن کلاچ در دورهای پایین انجین کاهش افت‌های هیدرولیکی ممکن نبود. مبدل‌های مدرن از روش کنترل لغزش قفل‌کننده جهت کاهش افت‌های هیدرولیکی ایجاد شده استفاه می‌کنند. با توسعه این روش امروزه امکان سویچ کردن به سیستم SCC در دورهای پایین انجین (حدود RPM- 1200) ممکن می‌باشد. برای افزایش رنج مد SCC لازم است تا ظرفیت حرارتی کلاچ نیز بهبود یابد. با توجه به گشتاور خروجی انجین، ZF از سیستم کلاچ قفل کننده یک یا دو طرفه در مبدلها استفاده می‌کند. برای بهبود خنک کاری سیستم کلاچ از صفحات شیاردار استفاده شده است. تا با عبور روغن از میان این شیارها راندمان خنک کاری سیستم کلاچ بهبود یابد. نتایج مشابهی نیز با استفاده از قفل‌کننده‌های یک طرفه‌ای (شبیه به لنت‌های ترمز کفشکی) که س

طوح اصطکاک آنها برروی بدنه مبدل فیکس می‌شوند نیز بدست می‌آید. گرمای حاصل از اصطکاک به داخل یک پیستون که توسط روغن به خوبی خنک کاری می‌شود، انتقال پیدا می‌کند.
تصویر شماره ۶ مصرف سوخت سیستم SCC در سیکل‌های مختلف رانندگی را نشان می‌دهد. این نتایج حتی در حالیکه شارژ جریان پمپ جهت تضمین حجم روغن لازم در دورهای پایین انجین افزایش می‌یابد، نیز حاصل می‌شود.

– کاهش فشار اصلی (Reduction of Main Pressure)
یکی از محسنات این گیربکس کاهش میزان فشار اصلی جهت انتقال گشتاور در دورهای پایین انجین می‌باشد. در شرایط مساوی در گیربکسهای متداول اتوماتیک، فشار لازم حدود ۵/۶ بار می‌باشد. در حالی که در این گیربکس این فشار به ۵/۴ بار کاهش پیدا کرده است. یکی از عوامل مؤثر در کاهش این فشار توسعه و پیشرفت در سیستم‌های کنترل جدید هیدرولیکی جهت کنترل بهینه شیرهای هیدرولیکی می‌باشد.

– کاهش افتهای گشتاور مقاوم حرکت
در کنار بهبود عملکرد مجموعه سیستم در این گیربکس، افت‌های گشتاور مقاوم حرکت نیز کاهش یافته. با کاهش این افت‌ها و عملکرد بهتر مجموعه گیربکس‌، مصرف سوخت گیربکس نیز کاهش محسوسی را نشان می‌دهد. از عوامل مؤثر جهت کاهش افت‌های گشتاور مقاوم حرکت می‌توان موارد زیر را ذکر کرد:
• حذف چرخ‌های آزاد

• حذف ترمزهای نواری
• استفاده از یاتاقانهای سوزنی قفسه‌ای برای چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای
• کاهش رینگهای پیستون
• استفاده از صفحات موج‌دار در کلاچ
• بهینه‌سازی سیستم تغذیه روغن جهت روانکاری

انجام یک مقایسه بین میزان گشتاور مقاوم بصورت تابعی از سرعت چرخ‌دنده و دور انجین، بین گیربکس ۵HP18 و ۵HP19 بدون استفاده از پمپ روغن، نشان می‌دهد که میزان گشتاور مقاوم در SHP19 نسبت به نسخه قبلی SHP18 در کلیه شرایط کاهش داشته است.

– استراتژی جابجایی (Shift Strategy)
امروزه با آمدن کنترلرهایی با قابلیت ۳۲ بیتی به بازار، تغییر برنامه‌های جابجایی دنده‌ها (Shift Pro-Gramms) از مد اقتصادی به مد اسپرت نیز ممکن می‌باشد. نرم‌افزارهایی که برروی این کنترلرها نصب می‌شوند در واقع قدرت یادگیری دارند. آنها با ذخیره رفتار رانندگی راننده و پروفیل‌ جاده در واقع پی به خواسته راننده می‌برند. آنگاه فرمان‌های لازم جهت جابجایی دنده‌ها را ارسال می‌کنند. ممزوج کردن این سیستم‌های کنترلی با گیربکس ۵ دنده شرکت ZF امکان انتخاب نسبت تبدیل مناسب با توجه به درخواست راننده را به خوبی ممکن می‌سازد.

با استفاده از حلقه‌های بسته در برنامه‌ریزی این کنترلرها در واقع تعداد جابجایی دنده‌ها بیشتر از گذشته صورت می‌گیرد تا درخواست راننده در مورد رفتار مناسب خودرو جامه عمل بپوشد. این جابجای‌ها بدون آگاهی راننده صورت می‌گیرد و در واقع راننده از تعداد این جابجایی‌ها بی‌خبر می‌باشد. نقاطی که جابجایی باید صورت گیرد توسط سازنده خودرو تعیین می‌شود. در تعیین این نقاط باید دقت کافی صورت بگیرد چرا که تعیین مناسب این نقاط تاثیر مستقیم و مؤثری در کاهش مصرف سوخت و کاهش انتشار گاز CO2 در محیط اطراف دارد.

ب- کاهش وزن کل
با توسعه و بکارگیری سیستم (SCC) در گیربکس اتوماتیک، امکان بکارگیری مبدلهای گشتاور با سیستم‌های هیدرولیک جمع و جور و فشرده نیز بوجود می آید. البته قابل ذکر است که این سیستم‌های هیدرولیک دارای نقاط ضعف نیز می‌باشند. (خصوصاً از جنبه اتلاف انرژی). لاکن این نقاط ضعف در شرایط مختلف خودرو (از نظر رانندگی) خود را آشکار نمی‌کنند. در هر حال استفاده از این سیستم‌های هیدرولیکی جمع و جور و فشرده، سبب کاهش محسوس وزن کل گیربکس شده

است. از دیگر عوامل موثر در کاهش وزن این گیربکس می‌توان کاهش تعداد چرخ‌های آزاد را نام برد. از اقدامات موثر دیگر که باعث کاهش وزن گیربکس SHP19 شده است می‌توان استفاده از روشهای جدید قالبهای سنبه ماتریس جهت طراحی و ساخت قالبهای پوسته گیربکس SHP19 نام برد. با استفاده از این تکنولوژی ضخامت پوسته گیربکس کاهش یافته، همچنین با کاهش حجم روغن لازم به مقدار ۱ لیتر وزن گیربکس نیز سبکتر شده است. در جمع در مقایسه با گیربکس SHP18 وزن گیربکس SHP19 مقدار ۵ کیلوگرم سبکتر شده است.
ج- افزایش ظرفیت انتقال گشتاور در دورهای پایین
علاوه‌بر کاهش وزن گیربکس SHP19، یکی دیگر از نقاط قوت این گیربکس افزایش ظرفیت انتقال گشتاور در دورهای پایین انجین این گیربکس می‌باشد. با افزایش ظرفیت انتقال گشتاور می‌توان این گیربکس را جایگزین گیربکس‌های بزرگتر با همان ظرفیت گشتاور کرد.

با توجه به آمارهای منتشره در طیف بزرگ، امروزه ثابت شده است که حرکت با استفاده از دورهای بالای موتور در مسیرهای شهری و همچنین بزرگ راه‌های داخل شهرها میسر نمی‌باشد. یا به عبارت دیگر جهت بهبود عملکرد خودرو در داخل معابر عمومی شهری بهتر است که ظرفیت انتقال گشتاور خودرو در دورهای پایین انجین افزایش یابد. برای مثال در هنگام ترافیک، خودرویی که در دورهای پایین از گشتاور بیشتری برخوردار است راحت‌تر حرکت می‌کند تا خودرویی که همان

گشتاور را در دورهای بالاتر در اختیار راننده می‌گذارد آمار نشان می‌دهد زمانهای لازم برای حرکت خودرو با گشتاور مناسب در دورهای بالای انجین به شدت در معابر عمومی کاهش یافته است. همین مسئله سبب شد تا ZF با بازنگری مجدد، ظرفیت انتقال گشتاور گیربکسهای SHP19 و SHP24 را نسبت به نسخه‌های پیشین طراحی این گیربکس به ترتیب ۱۷ درصد و ۲۴% افزایش دهد.

د- کاهش صدای ناخواسته گیربکس
برای کاهش صدای ناخواسته گیربکس، مطالعات، آزمایشات و اندازه‌گیری‌های زیادی در دو شاخه مختلف انتشار صوت صورت گرفت.
• شاخه اول: انتقال صوت از طریق قطعات و پوسته (Structure Borne Noise)
• شاخه دوم: انتقال صوت از طریق هوای اطراف (Air Borne Noise)
دستاوردهای مهم بدست آمده از این مطالعات نشان می‌دهد که موارد زیر بیشترین اثر را در جهت کاهش صوت در گیربکس خواهند داشت.

• میزان سختی یاتاقان‌های پینیون
• میزان سختی محل چرخ دنده سیاره‌ای
• کاهش انتقال صوت ناشی از ضربات چرخ‌دنده سیاره‌ای با استفاده از یاتاقان‌های پهن‌تر
• افزایش سطح درگیری چرخ‌دنده‌ها با یک دیگر
• کاهش تصحیح زاویه هلیکس چرخ‌دنده‌ها
با کمک سازندگان خودرو در جهت بهینه‌سازی و کاهش کلی صدای ناخواسته در خودرو، خصوصاً مقوله‌ واسطه‌ها (Interfaces) بین سیستم انتقال قدرت و اطاق خودرو، قدمهای مؤثری در راستای کاهش صدای ناخواسته برداشته شد.

و- تولید
یکی از راه‌های کاهش مصرف انرژی گیربکس، جمع وظایف مختلف چند قطعه در یک قطعه است. نتیجه اینکه با این تدبیر می‌توان تعداد کل قطعات را کاهش داد. شکل ۵- پیشرفت حاصل شده با طراحی‌های مختلف و پی در پی نشان می‌دهد. پارامتر مهم دیگر، زمان کل تولید گیربکس است. گیربکس‌های SHP19 نیاز به ۱۰ درصد زمان کمتر تولید در مقایسه با گیربکس SHP18 سابق دارد. کاهش وزن صرفه‌جویی در منابع مواد و نیاز به انرژی را فراهم می‌نماید.

استفاده از تکنولوژی‌های نو مثل منگنه کاری قطعات فولادی زمان‌های فرایند تولید را نیز کاهش می‌دهد. مخصوصاً برای حجم تولید انبوه. روش‌های روکش کاری سخت (Hard Coating) سطوح آلومینیومی نیاز به انرژی زیادی دارند و از مواد گران قیمتی که مستعد اتلاف انرژی هستند، استفاده می‌کنند. این بخش از فرایند تولید با استفاده از مواد آلومینیومی مخصوص با همان دوام جایگزین شده‌اند. مونتاژ ساده و قابلیت دمونتاژ در تولید، دوره‌های زمان سرویس پس از فروش و تلفات مواد را کاهش می‌دهد.

ه- بازیافت
مهمترین فاکتور در گیربکس در جهت آلودگی محیط‌زیست قطعاً روغن داخل گیربکس می‌باشد. امروزه روغن‌هایی به بازار ارائه می‌شوند که برای تمام عمر خودرو کفایت می‌کنند. استفاده از این روغن یک قدم مؤثر در راستای حفظ محیط‌زیست خواهد بود. همچنین با کاهش حجم روغن لازم به میزان یک لیتر قدم مؤثر دیگری در این جهت برداشته می شود. مواد دیگری که در گیربکس‌ها بکار می‌رود، تقریباً همه آنها قابل بازیافت هستند و خطری برای محیط زیست ندارند (شکل ۶).
۱-۳- سیستم انتقال قدرت دستی اتوماتیک شده (AMT)

اغلب مردم در مورد افزایش ترافیک، مقررات فزاینده و هزینه‌های فوق‌العاده بنزین شکوه و شکایت می‌کنند. عوامل ذکر شده، لزوم افزایش اتوماتیک‌سازی زنجیره‌ محرک خودرو را خاطر نشان می‌سازند. راه‌ کارهای قابل قبول در این خصوص به چگونگی در نظر گرفتن موضوعاتی همانند صرفه‌جویی و رضایت بخشی سیستم‌های جدید در این فرایند بستگی دارند. اتوماتیک سازی گیربکس‌های دستی از یک طرف موجب رضایت و خرسندی مشتری شده و از طرف دیگر مصرف

سوخت را کاهش می‌دهد. با استفاده از مدیریت الکترونیکی کلاچ (ECM) در گیربکسهای دستی، راننده، زمان و چگونگی تعویض دنده را تشخیص می‌دهد. در اینجا رفتار خیلی شبیه به یک گیربکس دستی متعارف است. شرکت LUK یکی از شرکت‌هایی است که در مقوله کلاچ اتوماتیک برای کلیه کلاس‌های وسایل نقلیه با ظرفیتهای گشتاور متفاوت تسلط پیدا کرده است. ECM می‌تواند در هر کلاس از گشتاور، برای رانندگانی که دوست دارند دنده‌ها را بدون استفاده از پدال کلاچ جابجا کنند، ارائه می شود.

در سیستم AMT شرکت LUK علاوه‌بر استفاده از فعال‌کننده الکتریکی برای کلاچ از دو فعال‌کننده الکتریکی دیگر به منظور تعویض دنده استفاده نموده است. این تحریک‌کننده‌ها مستقیماً برروی گیربکس مونتاژ شده‌اند. در این سیستم از اهرم‌های تعویض دنده نیز اثری نمی‌باشد. این تحریک‌کننده‌ها در حقیقت جایگزین اهرم‌های تعویض دنده نیز شده‌اند. در این نوع از گیربکس،

دنده‌ها بطور اتوماتیک تعویض می‌شوند. در مقایسه با گیربکس اتوماتیک (AT) پله‌ای، ASG باید در زمان جابجایی نیروی کشش را قطع کند، این قطع نیروی کشش در خودروهایی با گشتاور کم (خودروهای سواری کلاس کوچک و متوسط) چندان اهمیت ندارد، اما در خودروهای با گشتاور بالا (مثل کامیون‌ها) با توجه به کاربرد آنها چندان مطلوب نمی‌باشد. بنابراین می‌توان پیش‌بینی کرد که ASG اساساً در خودروهای کوچک و متوسط مورد پذیرش قرار گیرد.

انتقال قدرت پیوسته (CVT) که لئوناردو داوینچی ۵۰۰ سال پیش اندیشه‌اش را در سر داشت، در حال حاضر جای انتقال قدرت اتوماتیک را در برخی خودروها گرفته است.
از اولین CVT که در ۱۸۸۶ ثبت شد تاکنون، تکنولوژی آن بهبود بسیاری پیدا کرده و امروزه چندین خودروساز بزرگ از جمله جنرال‌موتورز، آئودی، هوندا و نیسان، در حال طراحی و توسعه CVTهای خود هستند.

اگر درباره ساختار و طرز کار انتقال قدرت اتوماتیک اطلاعاتی داشته باشید، می‌دانید که وظیفه انتقال قدرت، تغییر دادن نسبت سرعت چرخ و موتور است. در واقع بدون یک جعبه دنده، خودرو فقط یک دنده خواهد داشت که به آن اجازه دهد تا با سرعت مناسب حرکت کند. لحظه‌ای تصور کنید در حال رانندگی با خودرویی هستید که فقط دنده یک یا دنده سه دارد. در حالت اول، خودرو با شتاب خوبی از حالت سکون حرکت می‌کند و می‌تواند از یک تپه با شیب تند بالا رود، اما بیشترین سرعت آن به چند کیلومتر در ساعت محدود می‌شود. در حالت دوم، خودرو با سرعت ۱۰۰ کیلومتر در ساعت در یک بزرگراه حرکت خواهد کرد، اما هنگام شروع حرکت تقریباً شتابی نداشته و نمی‌تواند از تپه بالا برود.

جعبه‌دنده، از تعدادی چرخ دنده استفاده می‌کند تا با تغییر شرایط رانندگی، از گشتاور موتور استفاده‌ای مؤثر و مناسب شود. دنده‌ها می‌توانند به‌طور دستی و یا اتوماتیک تغییر کنند.در جعبه‌دنده‌های اتوماتیک قدیمی، چرخ دنده‌ها وظیفه انتقال و تغییر گشتاور و حرکت دایره‌ای را برعهده داشتند. ترکیبی از چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای، تمامی نسبت‌های دنده‌های مختلف مورد نیاز را به وجود می‌آورند. رایج‌ترین نوع گیربکس، دارای ۴ دنده جلو و یک دنده، معکوس است

. وقتی این نوع جعبه‌دنده اقدام به تعویض دنده می‌کند، ضربه ناشی از درگیری دنده‌ها با هم، احساس می‌شود.

اصول CVT :برخلاف سیستم انتقال قدرت اتوماتیک، در سیستم انتقال قدرت با قابلیت تغییر پیوسته، جعبه‌دنده‌ای با تعداد مشخص چرخ دنده وجود ندارد. یعنی در CVT، چرخ‌دنده‌های دندانه‌داری که با هم درگیر شوند وجود ندارد. متداولترین نوع CVT براساس سیستم «پولی» کار می‌کند که بی‌نهایت تغییر بین بالاترین و پایین‌ترین دنده را بدون گسستگی، ممکن می‌سازد.

اگر از این نکته که هنوز هم درباره CVT از واژه دنده استفاده می‌شود، تعجب کرده‌اید، به خاطر بیاورید که منظور از دنده، نسبت سرعت موتور به سرعت محور چرخ‌هاست. گرچه CVT این نسبت را بدون استفاده از چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای انجام می‌دهد، اما باز هم از واژه دنده برای آن استفاده می‌شود.

CVTهای مبتنی‌بر پولی :اگر به جعبه‌دنده اتوماتیک توجه کنید، دنیایی پیچیده از چرخ‌دنده‌ها، ترمزها، کلاچ‌ها و دستگاه‌های کنترل را در آن خواهید دید. این در حالی است که CVT به سادگی قابل مطالعه است. بیشتر CVTها فقط سه جزء اساسی دارند:
– یک تسمه محکم فلزی یا لاستیکی
– یک پولی متغیر محرک (ورودی)
– یک پولی خروجی

گرچه CVTها شامل انواع مختلفی از ریزپردازنده‌ها و حسگرها هستند، اما سه جزئی که در بالا نام برده شد، اجزای اصلی هستند که به این سیستم اجازه کار می‌دهند.

پولی‌های دارای شعاع متغیر، قلب CVT تلقی می‌شوند. هر پولی، از دو مخروط با زاویه رأس ۲۰ درجه که رو در روی یکدیگر قرار دارند، تشکیل شده است. تسمه‌ای در شیار بین دو مخروط قرار دارد. در صورت لاستیکی بودن تسمه‌ها، از تسمه‌های V شکل استفاده می‌شود. تسمه‌های V شکل، سطح مقطع V شکلی دارند که باعث افزایش اصطکاک تسمه با پولی می‌شود.

وقتی دو مخروط پولی از هم فاصله بگیرند، یعنی ضخامت پولی بیشتر شود، تسمه به شکاف پایین‌تر می‌رود و شعاع تسمه حلقه شده دور پولی کاهش می‌یابد. وقتی دو مخروط پولی به هم نزدیک می‌شوند، یعنی ضخامت پولی کاهش می‌یابد، تسمه به شکاف بالاتر رفته و شعاع تسمه حلقه شده دور پولی افزایش می‌یابد. CVT می‌تواند از فشارهای هیدرولیکی، نیروی گریز از مرکز و یا کشش فنر به منظور تولید نیروی مورد نیاز برای تنظیم دو نیمه پولی استفاده کند.

پولی‌های دارای قطر متغیر، همیشه به صورت زوجی به کار می‌روند. یکی از پولی‌ها که پولی محرک شناخته می‌شود، به میل‌لنگ موتور متصل است. پولی محرک، پولی ورودی هم نامیده می‌شود زیرا جایی قرار دارد که انرژی موتور وارد سیستم انتقال قدرت می‌شود. پولی دوم، پولی گردنده یا متحرک نامیده می‌شود زیرا پولی اول آن را می‌چرخاند. پولی گردنده به مثابه پولی خروجی، انرژی را به محور چرخ‌ها منتقل می‌کند.

وقتی یک پولی، در راستای محوری ضخامت خود را افزایش می‌دهد، دومی از ضخامت خود می‌کاهد تا تسمه در حالت کشیده باقی بماند. زمانی که دو پولی ضخامت خود را نسبت به یکدیگر تغییر می‌دهند، بی‌نهایت نسبت دنده از کم به زیاد و شامل همه نسبت‌های مابین به وجود می‌آید. مثلاً، وقتی شعاع تسمه در پولی محرک کم و در پولی خروجی زیاد باشد، سرعت دوران پولی خروجی کاهش می‌یابد و نسبت دنده پایین‌تری را ایجاد می‌کند. وقتی شعاع تسمه در پولی محرک زیاد و در پولی خروجی کم باشد، سرعت دوران پولی خروجی افزایش می‌یابد و نسبت دنده بالاتری را ایجاد می‌کند. بنابراین، یک CVT از لحاظ نظری شامل بی‌نهایت نسبت دنده می‌شود و می‌تواند در هر زمانی و با هر دور موتوری کار کند.

طبیعت ساده و بدون گسستگی CVTها، آنها را به سیستم انتقال قدرت ایده‌آلی برای تمام ماشین‌ها و دستگاه‌ها- نه صرفاً خودروها- تبدیل کرده است. CVTها سال‌های متمادی در ابزار قدرتی و مته‌ها به‌کار رفته‌اند. از آنها در وسایل نقلیه مختلفی اعم از تراکتورها و ماشین‌های برف رو گرفته تا اسکوترهای موتوری استفاده می‌شود. در تمام این کاربردها، از تسمه‌هایی با لاستیک فشرده در نوع سیستم انتقال قدرت استفاده می‌شود که ممکن است کشیده شده یا سر بخورد و در نتیجه، باعث هدر رفتن انرژی و کاهش کارایی شود.

تولید و ساخت ماده‌های جدید، CVTها را مطمئن‌تر و کارامدتر از قبل کرده است. یکی از مهمترین پیشرفت‌ها، طراحی و توسعه تسمه‌های فلزی برای متصل کردن دو پولی بوده است. این تسمه‌ها انعطاف‌پذیر از چندین (عموماً ۹ یا ۱۲) نوار نازک فولادی که تکه‌های فلزی پاپیونی شکل بسیار مقاوم را کنار هم نگه می‌دارد، ساخته شده‌اند. تسمه‌های فلزی به این دلیل که سر نمی‌خورند و بسیار با دوامند اجازه انتقال گشتاور بیشتری را به CVT می‌دهند. در ضمن، این تسمه‌ها مناسب‌تر از تسمه‌های لاستیکی هستند.
دیگر انواع CVT
CVT مارپیچی
نوع دیگری از CVT است که در آن، تسمه و پولی‌ها با دیسک‌ها و غلطک‌ها جایگزین شده است.

گرچه این سیستم بسیار متفاوت به نظر می‌رسد، اما تمامی اجزای آن قابل مقایسه با تسمه و پولی بوده و نتیجه‌ای یکسان دارد. ترتیب طرز کار این سیستم عبارت است از:
-دیسکی به موتور متصل شده که معادل پولی محرک است.
– دیسک دیگری به میل گاردان متصل شده که معادل پولی مقاوم یا متحرک است.
– غلطک‌ها و یا چرخ‌ها، بین دو دیسک قرار داشته و همانند تسمه، نیرو را از دیسکی به دیسک دیگر منتقل می‌کنند.

چرها می‌توانند در دو جهت، حول محور افقی و به سمت بالا و پایین، حرکت کنند. این حالت، به چرخ‌ها اجازه می‌دهد تا در وضعیت‌های مختلف، با دیسک تماس داشته باشند. وقتی چرخ‌ها با دیسک محرک در نزدیکی مرکز در تماس باشند، با دیسک مقاوم در نزدیکی لبه آن در تماس هستند. این امر باعث کاهش سرعت وافزایش گشتاور می‌شود (دنده سنگین). وقتی چرخ‌ها با دیسک محرک در لبه آن تماس داشته باشند، باید با دیسک مقاوم نزدیک مرکز در تماس باشند که این امر باعث افزایش سرعت و کاهش گشتاور می‌شود (دنده سبک). به این ترتیب، حرکت ساده چرخ‌ها نسبت دنده را به صورت لحظه‌ای و ملایم تغییر می‌دهد.

CVTهای هیدرواستاتیکی:هر دو نوع CVT پولی- تسمه‌ای و مارپیچی، از گروه CVTهای اصطکاکی هستند که با تغییر دادن شعاع نقطه بین تماس دو بخش چرخنده یا دوار، کار می‌کنند. نوع دیگر CVTها، هیدرواستاتیکی است که در آن، از پمپ‌های جابه‌جایی متغیر استفاده شده تا جریان مایع ورودی به موتور هیدرواستاتیکی را تغییر دهد. در این نوع انتقال قدرت، حرکت چرخشی موتور، یک پمپ هیدرواستاتیکی را در طرف محرک به کار می‌اندازد. پمپ، حرکت چرخشی را به جریان سیال تبدیل می‌کند. سپس، یک موتور هیدرواستاتیکی که در طرف مقاوم قرار دارد، جریان سیال را دوباره به حرکت چرخشی تبدیل می‌کند.

انتقال قدرت هیدرواستاتیکی معمولاً با یک دسته دنده سیاره‌ای و کلاچ‌ها ترکیب می‌شود تا یک سیستم دوگانه به نام انتقال قدرت هیدرومکانیکی را تشکیل دهد. انتقال قدرت هیدرومکانیکی نیرو را به سه روش ذیل به چرخ‌ها منتقل می‌کند:
۱٫ در سرعت‌های پایین به صورت هیدرولیکی
۲٫ در سرعت‌های بالا به صورت مکانیکی
۳٫ بین این دو حد، به صورت هیدرولیکی- مکانیکی

انتقال قدرت هیدرولیکی، برای کارهای سنگین مناسب است و به همین علت، معمولاً در تراکتورهای کشاورزی و وسایل نقلیه‌ای که روی هر سطحی حرکت می‌کنند، به کار می‌رود.
مزایای استفاده از CVT
– کاهش ذرات آلاینده
– کاهش مصرف سوخت
– کارکرد موتور در دما و دور موتور پایین‌تر
– افت توان کمتر و برخورداری از شتاب بیشتر
– مطابقت با انواع مکانیزم‌های رایج کلاچ
– یکنواختی حرکت و رانندگی آرام از توقف کامل تا سرعت‌های بالا
سیستم انتقال قدرت
جعبه دنده برای حفظ حرکت نرم و

روان تمام چرخ دنده ها و محورها نیاز به روانکاری دارد این کار با پر کردن محفظه جعبه دنده به طور جزئی با روغن چرخ دنده غلیظ انجام می شود.چنانچه با نشتی روغن مواجه شدید تا پیش از برطرف کردن آن کلاج را عوض نکنید زمانی که محفظه های کلاج با روغن کثیف شده اند چاره ای جز تمیز کردن آن نیست اما تنها راه برگرداندن عملکرد مناسب کلاج تعویض دیسک است

سیستم انتقال قدرت دو وظیفه را در اتومبیل به عهده دارد: انتقال قدرت از موتور به چرخ های محرک و تغییر مقدار گشتاور. در تشریح سیستم انتقال قدرت به کرات از دو عبارت توان و گشتاور استفاده می شود که توضیح کوتاهی درباره هرکدام ضروری به نظر می رسد. عبارت «توان» نرخ یا سرعت

انجام کار است. «تورک» یا گشتاور به زبان ساده یعنی گردش نیرو. با توجه به ارتباط بین دور موتور و توان، وجود جعبه دنده های چند نسبته ضروری است چرا که موتور اتومبیل بیشینه توانش را در سرعت های معین تحویل می دهد که البته منظور از سرعت همان RPM یا دور در دقیقه است.
برای بهره گیری از همان دور موتورها در سرعت های مختلف حرکت که اینجا منظور از سرعت چیزی است که در آمپر سرعت دیده می شود، باید نسبت چرخ دنده بین موتور و چرخ های محرک تغییر

یابد. اتومبیل درست مثل یک دوچرخه باید برای حرکت در محدوده ای از سرعت ها، چرخ دنده ها را تعویض کند. اما برخلاف دوچرخه سیستم انتقال توان اتومبیل امکان عقب رفتن را نیز برای شما فراهم می کند. در واقع دو مجموعه از چرخ دنده ها در سیستم انتقال توان وجود دارد: گیربکس یا جعبه دنده و دفرنسیال. وظیفه جعبه دنده تنظیم نسبت چرخ دنده است و دیفرانسیل نیز اجازه می دهد تا چرخ ها در سرعت های گوناگون بچرخند. جعبه دنده های دستی معمولاً دارای چهار یا پنج سرعت هستند و اغلب از اوردرایو یا بیش ران (وسیله ای در جعبه دنده که نسبت چرخ دنده را

پایین می آورد و مصرف سوخت را کاهش می دهد) برخوردارند.
در واقع اور درایو به وضعیتی گفته می شود که در آن محور یا شفت ورودی می تواند سریعتر از محور خروجی بچرخد که در نتیجه میزان مصرف سوخت در بزرگراه کاهش می یابد. در برخی از جعبه دنده ها از کلاج الکتریکی و یک سوئیچ استفاده می شود که درگیری یا عدم درگیری اوردرایو را کنترل می کند.

دستاورد جالبی که در تعداد اندکی از اتومبیل ها دیده می شود، جعبه دنده دستی بدون کلاج است. در این نوع جعبه دنده یک دسته دنده و یک کلاج الکتریکی خودکار به کار می رود. علاوه بر این زمانی که راننده دنده ها را عوض می کند، سنسورهای سرعت و موقعیت، مینی کامپیوترها و تنظیم های گاز کاربراتور از افزایش بیش از حد دور موتور جلوگیری می کند. در واقع مثل بسیاری از نوآوری های دنیای اتومبیل این هم یک ایده قدیمی است که امروز به برکت تحول کامپیوتر میسر شده است.

جعبه دنده های خودکار برای ترکیب سرعت و گشتاور عموماً از سه چرخ دنده رو به جلو استفاده می کنند. در جعبه دنده های سه سرعته اولین چرخ دنده برای شروع حرکت بیشترین گشتاور را در کمترین سرعت تحویل می دهد. چرخ دنده دوم برای حالت هایی مثل افزایش سرعت و بالا رفتن از سربالایی ها مقدار گشتاور و سرعت متوسطی را ارائه می کند. سرانجام سومین چرخ دنده بیشترین سرعت با کمترین گشتاور را برای حرکت در بزرگراه فراهم می کند. یک چرخ دنده معکوس نیز حرکت رو به عقب را میسر می سازد.

جعبه دنده دستگاهی برای تغییر توان و سرعت است که در جایی بین موتور و چرخ های متحرک وسیله ای نصب می شود. به عبارت دیگر این دستگاه راهی برای تغییر نسبت بین دور موتور و دور چرخ ها فراهم می کند. به گونه ای که در موقعیت های خاص حرکت بهترین حالت ممکن را داشته باشد. در برخی از انواع سیستم انتقال توان از وسیله ای موسوم به محور انتقال استفاده می شود. این وسیله به زبان ساده ترکیبی از جعبه دنده و دفرنسیال است که معمولاً می توان آن را در اتومبیل های چرخ جلو متحرک یافت، اما در اتومبیل های موتور وسط یا عقب نیز دیده می شود. البته در برخی از اتومبیل های کم نظیر موتور در جلو قرار دارد و در عین حال برای بالانس بهتر وزن از یک محور انتقال در عقب استفاده می شود.

گشتاور از توان به دست می آید. مقدار گشتاور قابل حصول از یک منبع توان، با فاصله ای از مرکز دوران که گشتاور در آن نقطه به کار می رود متناسب است. بنابراین منطقی است که اگر محوری (در این بحث میل لنگ) داشته باشیم که با هر سرعت اعمال شده ای می چرخد، می توانیم چرخ دنده هایی با اندازه های گوناگون روی آن قرار دهیم و نتایج مختلفی به دست آوریم. چنانچه چرخ دنده بزرگی روی محور نصب کنیم می توانیم در لبه آن سرعت بیشتر و توان کمتری نسبت به یک

چرخ دنده کوچکتر به دست آوریم. حال اگر محور دوم را موازی با محور محرک مان قرار دهیم و مطابق چرخ دنده های روی شفت متحرک، چرخ دنده هایی روی آن نصب کنیم، می توانیم تقریباً هر ترکیبی از توان و سرعت را که در محدوده توانایی موتور باشد به دست آوریم. این دقیقاً همان چیزی است که جعبه دنده اتومبیل به کمک چرخ دنده ها و دیگر اجزا انجام می دهد.

در یک نگاه کلی دو نوع جعبه دنده وجود دارد: دستی و خودکار. در حالت اول مجبور هستید برای تعویض دنده ها معمولاً از یک دسته دنده واقع در کنسول و پدال کلاج استفاده کنید. چنانچه جعبه دنده خودکار باشد خود مکانیسم بدون دخالت شما دنده ها را عوض می کند. این عمل از طریق یک سیستم که توسط فشار روغن تغذیه می کند، انجام می شود. تعویض هر یک از دنده ها توسط یک سوپاپ تعویض کنترل می شود.

در واقع تعویض دنده ها به سرعت، جاده و شرایط بار بستگی دارد. قسمت اساسی دیگر تمامی سیستم های انتقال قدرت یکی از انواع کلاج است. این وسیله به موتور اجازه می دهد تا هنگامی که چرخ دنده ها و چرخ ها ثابت هستند به حرکتش ادامه دهد. در اتومبیل های مجهز به جعبه دنده خودکار به جای کلاج از مبدل گشتاور استفاده می شود. از پشت موتور گرفته تا محل تماس لاستیک با جاده همگی عضو یکی از پیچیده ترین سیستم های اتومبیل تان به حساب می آیند. به اعتقاد برخی نگاه کردن به یک جعبه دنده مغزشان را آزرده خاطر می سازد.

همانطور که گفته شد جعبه دنده دستی امکانی را فراهم می کند تا نسبت بین سرعت موتور و سرعت چرخ ها تغییر کند. تغییر این نسبت دنده ها باعث می شود تا مقدار صحیح توان موتور در بیشتر سرعت های مختلف به دست آید. جعبه دنده دستی برای به کارگیری و جابه جایی گشتاور موتور به محل ورودی جعبه دنده، نیازمند استفاده از کلاج است. کلاج باعث می شود تا این عمل به طور تدریجی اتفاق بیفتد و به همین علت اتومبیل می تواند از یک توقف کامل شروع به حرکت کند. در جعبه دنده های دستی مدرن هیچ کدام از چرخ دنده های رو به جلو از درگیری خارج نمی شوند. در واقع آنها از طریق استفاده از هماهنگی کننده ها به محورهایشان متصل می شوند. حرکت عکس نیز به کمک چرخ دنده هرزگر معکوس که به هنگام حرکت رو به عقب اتومبیل درگیر می شود، به دست می آید.

برخی از جعبه دنده های دستی دارای اوردرایو هستند. اوردرایو بخشی مکانیکی است که به پشت جعبه دنده پیچ می شود عموماًَ اوردرایو را به اسم دنده پنجم می شناسند.
زمانی که از آن استفاده می کنید سرعت یا همان دور موتور حدود یک سوم کاهش می یابد در حالیکه آمپر سرعت اتومبیل تان همان سرعت حرکت را نشان می دهد. کمپانی کرایسلر در سال ۱۹۳۴ اولین جعبه دنده مجهز به اوردرایو را معرفی کرد.

بیشتر اتومبیل ها سه الی پنج دنده جلو و یک دنده عقب دارند، چنانچه در جعبه دنده ای یک چرخ دنده با ده دندانه چرخ دندانه دیگری با بیست دندانه را بگرداند گفته می شود که حرکت دارای نسبت دو به یک است. در واقع نسبت حرکت دوچرخ دندانه برابر است با نسبت تعداد دندانه های چرخ دنده دوم به اول. اولین دنده توان موتور را از طریق یک جفت مجموعه چرخ دنده کاهنده که به هنگام آغاز حرکت توان را افزایش و سرعت را کاهش می دهد، به چرخ های محرک می رساند. در این حالت موتور بسیار سریعتر از محور خروجی می چرخد، معمولاً با نسبت چهار به یک. سرعت

های متوسط با تغییر نسبت دنده تا نزدیکی های یک به یک و سرانجام سرعت نمایی معمولاً با اتصال مستقیم محورهای ورودی و خروجی با نسبت حرکت دقیقاً یک به یک به دست می آید. به کارگیری یک مجموعه متحرک از چرخ دنده ها با ابعاد متفاوت، دستیابی به چندین مقدار از گشتاور خروجی را ممکن می سازد. چرخ دنده محرک دفرنسیال اتومبیل که توسط شفت متحرک به حرکت

درمی آید چرخ دنده حلقوی (چرخ دنده ای شبیه حلقه در دفرنسیال اتومبیل که پینیون یا همان چرخ دنده کوچک متصل به میل گاردان آن را می چرخاند و نیروزا از طریق دفرنسیال به اکسل می دهد) را می چرخاند. در واقع این دوچرخ دنده مثل یک جعبه دنده تک سرعته عمل می کنند و باعث کاهش بیشتر دور موتور و افزایش گشتاور با یک نسبت ثابت می شوند. چرخ دنده ها دقیقاً مشابه اهرم ها کار می کنند. چرخ دنده کوچکتر درحالی همتای بزرگترش را می چرخاند که میزان گشتاور افزایش و سرعت کاهش یافته است.

جعبه دنده برای حفظ حرکت نرم و روان تمام چرخ دنده ها و محورها نیاز به روانکاری دارد. این کار با پر کردن محفظه جعبه دنده به طور جزئی با روغن چرخ دنده غلیظ انجام می شود. زمانی که چرخ دنده ها می چرخند روغن را به اطراف روانه و تمام قسمت ها را روانکاری می کنند. درزبندی های روغن نیز در جلو و عقب از نشست جریان به بیرون از محفظه جلوگیری می کنند. زمانی که می خواهید روغن را عوض کنید یا اینکه هنگام تعویض دنده متوجه مشکلات یا تفاوت هایی زیاد شدید،

باید سطوح سیال را چک کنید. در واقع این حالات می تواند نشانگر پایین بودن سطح سیال باشد.
در پاسخ به این سؤال که چه عاملی باعث تغییر دنده در جعبه دنده می شود، باید گفت دو شاخه ها یا ماهک های تعویض دنده که به آنها یوغ های لغزان هم می گویند. این یوغ ها شبیه جای پارویی در قایق هستند و در شیاری واقع در غلاف کلاج سوار می شوند. ماهک های تعویض دنده به یک بادامک و محور متصل شده اند. این بادامک نیز توسط توپ های فولادی بارگذاری شده با فنر که از میان شکاف های موجود در بادامک بالا می روند به حرکت درمی آید و در چرخ دنده انتخاب

شده حفظ می شوند و ماهک های تعویض را در همان چرخ دنده نگه می دارند. محورهای بادامک و سیستم محورها وارد محفظه و به اهرم های تعویض بسته می شوند. سپس ماهک های تعویض، هماهنگ کننده را با چرخ دنده ها و محورهایی که روی آن ســـوار هستند درگیر می کند و به حرکت درمی آورد. اهرم های تعویض نیز به نوبه خود به یک کنترل کننده روی لوله فرمان یا دسته دنده واقع در کف متصل هستند که هر دوی آنها در اختیار راننده است.

آیا باید سیال درون یک جعبه دنده دستی را عوض کرد؟
معمولاً احتیاجی نیست. اما در برخی اتومبیل های قدیمی مثل فولکس واگن بتیل تعویض دوره ای روغن جعبه دنده توصیه شده است. اما در مورد اتومبیل های غیرمدرن و وانت های سبک ضروری است. علت این اجبار به علت تمیز ماندن روغن و در نتیجه شرایط کار تقریباً خنک برای آن است. سیال موجود در جعبه دنده های دستی یا میله های اتصال برخلاف جعبه دنده های خودکار که به طور پیوسته در حال زیر و رو شدن است و توسط ذراتی که موجب فرسودن صفحه کلاج می شود، آلوده شده است، وضعیت تمیزتری دارد. در نتیجه عمر جعبه دنده را افزایش می دهد. تنها نشانه ای که می تواند شما را مجاب به تعویض روغن جعبه دنده کند، تعویض دشوار دنده ها در هوای

سرد است. در بیشتر اتومبیل های قدیمی چرخ عقب متحرک، جعبه دنده ها از روغن های سنگینی مثل ۹۰W ، ۷۵Wو ۸۰W پر شده اند که در دمای زیر صفر عمل تعویض دنده را تا حدی سخت و سفت می کنند. در این مورد استفاده از روغن سبکتر ممکن است منجر به نرمی تعویض دنده شود. در اغلب محورهای انتقال دستی در اتومبیل های چرخ جلو متحرک امروزی برای حفظ روانکاری چرخ دنده ها از سیال جعبه دنده خودکار DexronII (ATF) استفاده می شود. ATF در دماهای پایین حالت سیالی خود را بیشتر حفظ می کند. از این رو کارایی بهتری دارد اما ATF نباید جانشین روغن چرخ دنده ها شود.

در واقع تنها باری که باید به یک جعبه دنده دستی روغن بیفزایید زمانی است که نشتی روغن رخ دهد. چنانچه نشانه هایی از گریس یا رطوبت در اطراف درزبندهای محور محرک یا محور پیرو مشاهده کردید، باید سطح روغن در جعبه دنده را بررسی کنید. چرا که ممکن است پایین آمده باشد. مراقب باشید ادامه فعالیت جعبه دنده با روغن کم می تواند باعث خرابی کامل آن شود.
چنانچه کلاج اتومبیلی شروع به لرزیدن کرد آیا باید تعویض شود؟

چنانچه میزان کارکرد کلاج کم باشد، یعنی در حدود ۶۰ هزار کیلومتر یا کمتر، علت لغزش را می توان یکی از این دو دانست: آلودگی روغن یا به هم خوردن تنظیم اتصال کلاج. اما چنانچه میزان کارکرد در حدود ۹۰ هزار کیلومتر یا بیشتر باشد، علت فرسودگی است و باید کلاج را تعویض کرد. برای جلوگیری از آلودگی روغن که یکی از عوامل لغزش کلاج است، پشت موتور و پوسته فلایویل (چرخ طیار) را برای نشتی های روغن مورد بررسی قرار دهید. چنانچه در پوسته فلایویل یا کارتل روغن نشانه هایی از نشتی باشد احتمالاً درزبند روغن دچار فرسودگی یا ترک شده است. نقاط دیگری که احتمال نشتی در آنها می رود عبارتند از منیفولد و واشرهای محافظ سوپاپ در پشت موتور و درزبند محور ورودی جعبه دنده.

چنانچه با نشتی روغن مواجه شدید تا پیش از برطرف کردن آن، کلاج را عوض نکنید. زمانی که محفظه های کلاج با روغن کثیف شده اند چاره ای جز تمیز کردن آن نیست، اما تنها راه برگرداندن عملکرد مناسب کلاج تعویض دیسک است.
چنانچه در بازدید خود به هیچگونه نشتی برنخوردید تنظیم اتصال کلاج را بررسی کنید. بیشتر اتومبیل ها با یک اتصال کابلی دارای مکانیسم تنظیم خودکار هستند که فرض می شود شرایط مطلوب را حفظ می کنند. به هر حال این کابل بیش از آنکه خیلی سفت باشد بسیار شل است. اما چنانچه شخصی قطعات نزدیک به این اتصال را دستکاری کند ممکن است موجب سفت شدن آن شود. همین اتفاق در مورد اتومبیل هایی با اتصال هیدرولیکی نیز محتمل است. به خاطر بسپارید که در واقع هیچ راهی وجود ندارد تا اینگونه اتصالات موجب لغزش کلاج شوند مگر آنکه تنظیم آن توسط شخصی به هم خورده باشد
سیستم انتقال (transmission) اتوموبیل : مجموعه ای از چرخ دنده ها، شفت ها و قسمت های دیگری که مقدار انتخاب شده از انرژی موتور را به چرخ های وسیله نقلیه انتقال می دهد. سیستم انتقال وسیله نقلیه را برای شتاب گرفتن به سمت جلو و عقب و برای بالا نگه داشتن سرعت دائمی (در تمام مدتی که موتور در سرعت موثر و در حدود امنیتش کار می کند)، توانا می سازد.
سیستم انتقال مستقیما در پشت موتور جای می گیرد. این سیستم، نیروی موتور را به یک میله

محرک رسانده که محور چرخ عقب- یک محور فلزی که این هم به یک یا چند چرخ متصل شده است- را می راند. بعضی از وسایل نقلیه مدرن دارای محور انتقال می باشند. در این نوع، مشروط بر توزیع وزن بهتر، سیستم انتقال روی محور بین دو چرخ عقب قرار گرفته است. محورهای انتقال عرفا در سیستم های محرک چرخ جلو استفاده می شوند. دنده ها و قسمت های دیگری که نیروی موتور را به چرخ ها منتقل می کنند، در سیستم های انتقال مرسوم و محورهای انتقال یکسان عمل می کنند.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 18700 تومان در 111 صفحه
187,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد