انواع جعبه دنده خودرو ( گیربکس )

انواع جعبه دنده در خودرو ها (Gear Box)

تقریبا همه ما کما بیش اسامی ای همچون سیستم انتقال قدرت، جعبه دنده اتوماتیک یا دستی، پیوسته یا دوکلاچه را شنیده ایم؛ امروز و در این مقاله میخواهیم کمی بیشتر به بررسی این لغات نام آشنا بپردازیم :

• سیستم انتقال قدرت دستی معمولی

دراین سیستم انتقال قدرت، با فشردن پدال کلاچ ارتباط موتور با گیربکس قطع شده وشما به اختیار خود دنده ماشین را عوض میکنید. تعداد معمول دنده ها در این سیستم ۵ است که به ندرت جعبه دنده های ۶ سرعته نیز عرضه شده اند. درآغازصنعت خودروسازی جهان تقریبا تا مدتی همه ی خودروها مجهز به سیستم انتقال قدرت دستی بودند.

درحالت کلی عملکرد ساده وبازدهی بالاتر گیربکس دستی (البته با توجه به نحوه ی رانندگی هرشخص) و داشتن نهایت کنترل ممکن بر خودرو وهدایت آن از نقاط قوت این نوع جعبه دنده است.از سوی دیگر در ترافیک سنگین کلان شهرهایی مانند تهران  استفاده از دنده ی دستی تا حدی دشوار است و برای تعویض های نرم و روان، راننده به تمرین و تجربه نیاز دارد .

• سیستم انتقال قدرت خودکار ( اتوماتیک )

رایج ترین سیستم انتقال قدرتی که امروزه استفاده می‌شود.در این سیستم از یک مبدل گشتاور( همان طور که در تصویر زیر آمده است) برای انتقال انرژی موتور استفاده می‌شود و جابجایی دنده ها توسط کامپیوتر خودرو کنترل می شود.

هرچند فرآیندی که در پشت صحنه اتفاق می‌‌افتد پیچیده است،تنها کاری که راننده باید انجام دهد انتخاب بین حالت های مختلف توسط شیفتر است . مهم ترین مزیتی که می‌توان برای این سیستم انتقال قدرت عنوان کرد، ساده سازی رانندگی و یادگیری بسیار سریع کار با آن است. البته پیچیدگی که در پشت صحنه از آن یاد شد، مهمترین دلیل برای احتمال زیاد خرابی و همینطور بالا بودن هزینه نگهداری و تعمیرات این سیستم است. از لحاظ عملکرد و بهینه بودن مصرف سوخت، بسیاری از این سیستم‌های انتقال قدرت خودکار نمی‌توانند به پای انواع دستی برسند اما به لطف پیشرفت روزافزون و طراحی نمونه‌های اتوماتیک ۸، ۹ و یا ۱۰ سرعته، این اختلاف به حداقل خود رسیده است.

• سیستم انتقال قدرت با قابلیت تغییر پیوسته (CVT)

سیستم انتقال قدرت متغیر CVT که به آن انتقال قدرت پیوسته هم گفته می‌شود، یک سیستم انتقال قدرت اتوماتیک است که به شکل یکپارچه نسبت‌ دنده را تغییر می‌دهد. سیستم CVT با سیستمهای انتقال قبلی که تعداد دنده‌های ثابت را در اختیار راننده قرار می‌داد، تفاوت داشته به طوریکه در هر زمان به محور خروجی اجازه می‌دهد سرعت مناسب و نسبت دنده مناسب را بدون وجود محدودیت و باتوجه به شرایط موجود، انتخاب و حفظ نماید. سیستم CVT با استفاده از دو محور (پولی) که یکی به موتور و دیگری به چرخ‌ها متصل می‌شود (مانند دوچرخه‌های دنده‌ای که با زنجیر نسبت دنده‌ها تغییر می کند) به شکلی ملایم انتقال نسبت دنده میان دنده‌های سبک و سنگین را انجام می‌دهد. در حقیقت در این مجموعه هیچ‌گونه چرخ دنده‌ای وجود ندارد و در عوض از یک سیستم تسمه و قرقره برای تولید تعداد نامحدودی از نسبت دنده‌ها استفاده می شود. در این حالت کامپیوتر خودرو تصمیم می‌گیرد که چگونه قرقره‌ها را برای ایجاد بهینه‌ترین نسبت با توجه به شرایط رانندگی، تنظیم کند. به همین دلیل یک نتیجه عالی برای این سیستم انتقال قدرت رقم می‌خورد که مشابه آن در دیگر سیستم‌ها دیده نمی‌شود؛ مصرف سوخت بسیار اقتصادی است . در خودرو‌های دارای سیستم CVT نیز همانند گیربکس های ‌اتوماتیک عادی؛ دو پدال (گاز و ترمز) و شکل اهرم کنترل دنده‌‍ P-R-N-D-L وجود دارد ضمن اینکه با استفاده از پدال های تعویض دنده در پشت فرمان، امکان تعویض دنده به صورت دستی نیز وجود دارد. با وجود این بر خلاف سیستم‌های اتوماتیک قدیمی، شما تغییر در دنده‌ها و سیستم انتقال را احساس نمی‌کنید و صدای خاصی هم نخواهید شنید (تغییر وضعیت دنده به صورت نرم). این سیستم دور موتور را برای حالت شتاب گیری و یا مصرف سوخت متعادل به خوبی مدیریت می‌کند.با کمک این سیستم، در لحظه به ماکزیمم قدرت و بهینگی مصرف سوخت به شکل همزمان دسترسی پیدا کنید. این سیستم در مصرف سوخت کمتر و شتاب بیشتر تاثیر چشم گیری ایجاد می کند.

اگرچه این سیستم پیچیدگی های سیستم اتوماتیک را ندارد اما هزینه نگهداری وتعمیر آن بسیار بالاست ولی از احتمال خرابی آن نیز در مقام قیاس با سیستم انتقال قدرت اتوماتیک به مراتب کمتر است.

از اصلی ترین نقاط ضعف این سیستم ، تجربه رانندگی آن است که هیچگونه هیجان خاصی به همراه ندارد. یعنی به علت نبود سیستم تعویض دنده ، حرکت کاملا یکنواخت ونرم است وخبری از شتاب ! (یکی از فاکتورهای هیجان انگیز رانندگی) بالا نیست .

جالب است که بدانید داوینچی در سال 1490 اولین سیستم انتقال CVT را طراحی کرد. اتومبیل سازان آلمانی تا اواخر دهه‌ی 50 میلادی هم از این سیستم استفاده می‌کردند اما محدودیت‌های تکنیکی این سیستم که اجازه‌ی انتقال قدرت بالاتر از 100 اسب بخار را نمی‌داد، باعث به حاشیه رفتن CVT شد. در اواخر دهه‌‌ی 80 و ابتدای دهه‌ی 90 سوبارو و هوندا دوباره CVT را به بازار بازگرداندند و با بهبود‌های انجام گرفته در ابتدای قرن جدید،CVT امروزه در خودروهای میتسوبیشی و دیگر سازندگان خودرو کاربرد دارد و روز به روز در حال فراگیر شدن می باشد.

• سیستم انتقال قدرت نیمه خودکار و دوکلاچه

سیستم نیمه خودکار، همانطورکه از عنوان آن پیداست، یک حالت ترکیبی  بین انتقال قدرت دستی و اتوماتیک است. در حالت نیمه خودکار از طرح مکانیکی مشابه با انتقال قدرت معمولی استفاده شده اما با این تفاوت که برای تعویض دنده‌ها، سیستم‌های پنوماتیکی و عملگر به‌کار گرفته شده‌اند. در سیستم انتقال قدرت دوکلاچه و یا به اختصار  DCT، از دو کلاچ مجزا برای چرخ دنده‌های زوج و فرد استفاده شده که هدف اصلی از این‌کار، پایین آوردن زمان تعویض دنده‌ها می‌باشد.

سیستم انتقال قدرت نیمه خودکار و دوکلاچه از لحاظ عملکردی در جایگاه بهترین‌ها قرار دارند چراکه با کاهش زمان تعویض دنده‌ها به حداقل ممکن، کمترین مقدار اتلاف را به همراه دارند. در حال حاضر از این سیستم‌ها به‌طور ویژه در خودروهای مسابقه‌ای و سوپر اسپرت‌های سطح بالا استفاده می‌شود که شاید مهمترین دلیل، قیمت بسیار بالای آنها باشد. اما نقطه ضعف اصلی این سیستم‌ها، احتمال بالای خرابی و همینطور هزینه نگهداری و تعمیر زیاد به دلیل پیچیدگی بالای به‌کار رفته شده در آنها است.

منبع : khodrobank - mechmag