جعبه دنده­ها و جعبه دنده­های دیفرانسیل سرخود دستی

2-1- هدف از به کارگیری جعبه دنده یا جعبه دنده
دیفرانسیل سرخود

در سیستم انتقال توان خودرو به سه دلیل از جعبه دنده
(گیربکس) یا جعبه دنده دیفرانسیل سرخود استفاده می­شود. جعبه دنده می­تواند:

1-       گشتاور لازم برای به حرکت درآوردن خودرو را تحت شرایط مختلف جاده و بارگذاری
تامین کند. جعبه دنده این کاررا از طریق تغییر نسبت چرخدنده بین میل لنگ و چرخهای
خودرو انجام می­دهد.

2-       می­توان به کمک آن خودرو را عقب برد.

3-       می­توان آن را خلاص کرد و استارت زد تا موتور کارکند، بدون این که چرخهای
محرک بچرخند.

جعبه­دنده­ها و جعبه­دنده­های دیفرانسیل سرخود به دو
دسته دستی و خودکار (اتوماتیک) تقسیم می­شوند. در جعبه دنده­های دستی دنده با دست
عوض می­شود. در جعبه دنده­های خودکار دنده به طور خودکار و بدون کمک راننده عوض می­شود.


جعبه دنده­ها و جعبه دنده­های دیفرانسیل سرخود دستی

2-1- هدف از به کارگیری جعبه دنده یا جعبه دنده
دیفرانسیل سرخود

در سیستم انتقال توان خودرو به سه دلیل از جعبه دنده
(گیربکس) یا جعبه دنده دیفرانسیل سرخود استفاده می­شود. جعبه دنده می­تواند:

1-       گشتاور لازم برای به حرکت درآوردن خودرو را تحت شرایط مختلف جاده و بارگذاری
تامین کند. جعبه دنده این کاررا از طریق تغییر نسبت چرخدنده بین میل لنگ و چرخهای
خودرو انجام می­دهد.

2-       می­توان به کمک آن خودرو را عقب برد.

3-       می­توان آن را خلاص کرد و استارت زد تا موتور کارکند، بدون این که چرخهای
محرک بچرخند.

جعبه­دنده­ها و جعبه­دنده­های دیفرانسیل سرخود به دو
دسته دستی و خودکار (اتوماتیک) تقسیم می­شوند. در جعبه دنده­های دستی دنده با دست
عوض می­شود. در جعبه دنده­های خودکار دنده به طور خودکار و بدون کمک راننده عوض می­شود.

2-2-
تفاوت جعبه دنده معمولی با جعبه دنده دیفرانسیل سرخود

جعبه دنده دستی (شکل 2-1) مجموعه­ای از چرخدنده­ها ،
محورها و اجزای وابسته است. همه اینها در پوسته­ای فلزی قراردارند که پر از روغن
(واسکازین) است. در بعضی از خودروهای دیفرانسیل جلو  و خودروهای موتور جلو دیفرانسیل عقب از جعبه
دنده دستی استفاده می­شود. این وسیله بین کلاچ و میل گاردان قرار می­گیرد. میل
گاردان توان موتور را به چرخهای محرک منتقل می­کند. موتور، کلاچ، جعبه دنده و میل
گاردان همگی در یک خط قرار دارند.

جعبه دنده دیفرانسیل سرخود دستی (شکلهای 1-2 و 2-3)
نیز مجموعه­ای از چرخدنده­ها و محورهاست. در خودروهای موتورجلو، این وسیله به
موتور عرضی متصل می­شود و چرخهای جلو را به حرکت درمی­آورد. در خودروهای موتور عقب
این وسیله به موتور متصل می­شود و چرخهای عقب را می­چرخاند. در تعداد معدودی از
اتومبیلهای موتور جلو چرخهای عقب به کمک جعبه دنده دیفرانسیل سرخود نصب شده در عقب
خودرو به حرکت درمی­آیند.

جعبه دنده دیفرانسیل سرخود شامل یک محرک نهایی و یک
دیفرانسیل است. این وسایل در جعبه دنده معمولی وجود ندارد. محرک نهایی مجموعه­ای
از چرخدنده­هاست که کاهش سرعت نهایی یا نسبت چرخدنده را بین جعبه دنده و چرخهای
محرک تامین می­کند. دیفرانسیل به چرخها امکان می­دهد که سرپیچ با سرعتهای مختلف
بچرخند.

بعضی از جعبه­دنده­های دیفرانسیل سرخود یک کوپلینگ
روغنی و یک دیفرانسیل میانی دارند (شکل 2-3). از این وسایل در خودروهای چهارچرخ
محرک و همه چرخ محرک استفاده می­شود.

2-3-
جعبه دنده و جعبه دنده دیفرانسیل سرخود دستی

جعبه دنده­های قدیمی چهاردنده­اند. این جعبه دنده­ها
سه سرعت یا سه دنده جلو دارند، که عبارت­اند از دنده یک یا پایین، دو و سه یا
بالا. آنها دنده عقب و خلاص هم دارند.

استفاده از جعبه دنده­ها و جعبه دنده­های دیفرانسیل
سرخود شش دنده هستند و یک دنده پنجم هم برای جلورفتن دارند. دنده چهارم بعضی از
جعبه دنده­های پنج دنده و دنده پنجم بعضی از جعبه دنده­های شش دنده اوردرایو است.
در این حالت محور خروجی از محور ورودی سریعتر می­چرخد یا اوردرایو است (شکل 2-1).
درنتیجه می­توان با دور موتور پایینتر، خودرو را با سرعت مطلوب در جاده راند. در
این صورت عمر موتور افزایش و مصرف سوخت کاهش می­یابد؛ لرزش و سر و صدا هم کمتر می­شود.
بعضی از اتومبیلها جعبه دنده دستی یا جعبه دنده دیفرانسیل سرخود دستی هفت دنده
دارند (شکل 2-1). در این جعبه­دنده­ها هر دو دنده پنج و شش اوردرایو هستند. اما
این دنده­ها در هنگام رانندگی در خیابانهای شلوغ شهر به کار نمی­آیند.

نسبتهای چرخدنده مختلف از آن رو مورد نیازند که موتور
در دورهای پایین، توان نسبتاً کمی تامین می­کند. موتور باید با دور بالا کار کند
تا بتواند گشتاور لازم برای به حرکت درآوردن خودرو را وارد کند. در نتیجه باید
خودرو را با دنده یک به حرکت درآورد. پس از آن که خودرو به حرکت درآمد، به تدریج
دنده­های بالاتر (دو، سه، چهار و پنج) انتخاب می­شوند تا با شرایط رانندگی تناسب
داشته باشند. معمولاً خودرو پس از رسیدن به سرعت مجاز در بزرگراهها در بالاترین
دنده به حرکت خود ادامه می­دهد.

با حرکت دادن دسته دنده می­توان دنده و درنتیجه نسبت
چرخدنده را عوض کرد. در بعضی خودروها دسته دنده­ روی فرمان است. در بقیه خودروها
دسته دنده روی کف خودرو یا در کنسول میانی است.

چرخدنده­ها

2-4- چرخدنده­ها و نسبت چرخدنده

چرخدنده چرخ دندانه­داری است که توان را از محوری به
محور دیگر منتقل می­کند (شکل 2-5) و گاه آن را به اختصار دنده می­نامند. دندانه­ها
ممکن است روی لبه خارجی چرخ، روی سطح جانبی چرخ، یا در لبه داخلی آن تعبیه شوند
(شکل 2-6). در هنگام انتقال توان، چرخدنده­ای که روی یک محور نصب شده است با
چرخدنده نصب شده روی محور دیگر «درگیر» می­شود. منظور از درگیرشدن آن است که
دندانه­های یک چرخدنده در فضای بین دندانه­های چرخدنده دیگر جایگیر می­شوند. وقتی
یک چرخدنده می­چرخد، دندانه­های آن چرخدنده دیگر را وادار به چرخیدن می­کنند.
چرخدنده­ای که می­چرخد چرخدنده محرک و چرخدنده­ای که به چرخیدن واداشته می­شود
چرخدنده متحرک نام دارد.

سرعت نسبی دو چرخدنده درگیر براساس تعداد دندانه­های
هر چرخدنده تعیین می­شود. نسبت تعداد دندانه­های دو چرخدنده به یکدیگر را نسبت
چرخدنده می­نامند. اگر تعداد دندانه­های دو چرخدنده درگیر برابر باشد (شکل 2-5) با
سرعت مساوی می­چرخند. وقتی تعداد دندانه­های چرخدنده متحرک از تعداد دندانه­های
چرخدنده محرک بیشتر باشد، چرخدنده متحرک آهسته­تر از چرخدنده محرک می­چرخد. مثلاً
اگر چرخدنده محرک 12 دندانه و چرخدنده متحرک 24 دندانه داشته باشد (شکل 2-7)، وقتی
چرخدنده محرک دو دور می­چرخد، چرخدنده متحرک فقط یک دور می­چرخد. در این حالت نسبت
چرخدنده بین این دو چرخدنده 2 به 1 است که آن را به صورت 1: 2 می­نویسند.

اگر یک چرخدنده 12 دندانه­ای با یک چرخدنده 36 دندانه­ای
درگیر شود، به ازای هر دور چرخش چرخدنده 36 دندانه­ای، چرخدنده 12 دندانه­ای سه
دور می­چرخد. در این حالت می­گوییم نسبت چرخدنده 1: 3 است.

2-5-
نسبت چرخدنده و گشتاور

با تغییر تعداد دندانه­های چرخدنده­های درگیر نسبت
چرخدنده تغییر می­کند. در عین حال گشتاور انتقالی نیز تغییر می­کند. گشتاور نیروی
پیچاننده یا چرخاننده­ای است که ممکن است سبب ایجاد حرکت بشود یا نشود. گشتاور را
بر حسب نیوتون- متر و فوت- پوند اندازه­گیری می­کنند.

برای شل کردن و بازکردن در شیشه مربا معمولاً باید به
آن گشتاور وارد کنید. برای محاسبه گشتاور، نیروی اعمال شده را در فاصله­ای که این
نیرو در آن فاصله اثر می­کند ضرب می­کنند (شکل 2-8). گشتاور وارد بر یک چرخدنده
برابر است با نیروی وارد بر یک دندانه آن ضرب در فاصله دندانه تا مرکز چرخدنده.
این فاصله را شعاع چرخدنده می­نامند.

دو یا چند چرخدنده که با هم درگیر می­شوند یک دست
چرخدنده یا یک زنجیر چرخدنده تشکیل می­دهند. در یک مجموعه چرخدنده، کاهش سرعت به
معنای افزایش گشتاور است. افزایش سرعت نیز به معنای کاهش گشتاور است. نمونه­ای از
افزایش سرعت نیز به معنای کاهش گشتاور است. نمونه­ای از افزایش گشتاور وضعیت
اتومبیلی است که نسبت چرخدنده آن از جعبه دنده تا چرخهای محرک 1: 12 است (شکل
2-9). در این اتومبیل میل لنگ باید 12 دور بچرخد تا چرخهای محرک یک دور بچرخند.
اگر موتور گشتاوری معادل 6/ 135 نیوتون متر(100 فوت- پوند) تولید کند، گشتاوری
معادل 1627 نیوتون- متر (1200 فوت- پوند) به چرخهای محرک وارد می­شود.

در شکل 2-9 شعاع چرخ 31/0 متر(1 فوت)است.وقتی گشتاور
یاد شده در این فاصله بر زمین وارد شود، چرخ نیرویی برابر با 5338 نیوتون (1200
پوند) بر سطح جاده وارد می­کند.

جعبه دنده دستی

 

2-6-
ساختمان جعبه دنده دستی

جعبه دنده دستی، جعبه دنده دیفرانسیل سر خود دستی و
جعبه دنده کمک  همگی انواع مختلف جعبه دنده
(گیربکس) اند. جعبه دنده شامل  اجزای زیر
است:

1- چرخدنده­هایی که توان منتقل می­کنند.

2- محورهای هزارخارداری که ضمن لغزش سایر قطعات روی
آنها می­چرخند.

3- بلبرینگهایی که محورها به آنها تکیه دارند و بار را
به پوسته انتقال می­دهند.

در هر جعبه دنده (گیربکس)، نباید دندانه­های چرخدنده­ها
و سایر قطعات فلزی با یکدیگر تماس پیدا کنند. آنها همواره باید به وسیله قشر نازکی
از روغن از هم دور نگه داشته شوند. وجود این قشر نازک روغن مانع سایش شدید قطعات و
خرابی زودهنگام جعبه دنده می­شود. بنابراین جعبه دنده باید تقریباً پر از روغن
دنده یا واسکازین باشد.وجود کاسه نمد مانع نشت روغن از خلاصی بین پوسته جعبه دنده
و محورهای پرخان می­شود.

جعبه دنده­ها و جعبه دنده­های دیفرانسیل سر خود دستی
که در اتومبیلهای سواری نصب می­شوند چهار تا شش دنده جلو دارند. هنوز هم بعضی از
خودروهای قدیمی با جعبه دنده چهاردنده مشاهده می­شود. بسیاری از خودروهای قدیمی با
جعبه دنده چهاردنده مشاهده می­شود. بسیاری از خودروهای قدیمی و بعضی از خودروهای
جدید پنج دنده­اند. اما بیشتر اتومبیلهای امروزی شش دنده­اند.کامیونهاو اتوبوسها
جعبه دنده­های بزرگتری با 4 تا 16 دنده جلو دارند. اغلب جعبه­دنده­ها و جعبه­دنده­های
دیفرانسیل سر خود دستی، صرف نظر از نوع، به هم شبیه­اند. یکی از تفاوتهای آنها در
اندازه و استحکام است. تفاوت دیگر این است که جعبه­دنده­هایی که بیشتر دنده دارند
حاوی تعداد بیشتری محور و چرخدنده اند.

در شکل 2-10 اجزای پیاده شده یک جعبه دنده دستی شش
دنده، همراه با اسامی آنها، نشان داده شده­است. شکل 2-11 چرخدنده­های سوارشده این
جعبه دنده را نشان می­دهد.

در هر دو جعبه دنده سه چرخدنده حلزونی دیگر روی دنده­زیر
همواره با چرخدنده­های روی محور خروجی درگیرند. چرخدنده­های روی محور خروجی
عبارتنداز دنده یک، دنده دو و دنده سه چرخدنده­های روی محور خروجی ( به استثنای
دنده عقب) با چرخدنده­های روی میل هرزگرد درگیر می­شوند. اگر میل هرزگرد بچرخد، چرخدنده­های
روی محور خروجی هم می­چرخند.

اگر جعبه دنده در وضعیت خلاص باشد توان انتقال نمی­دهد.
در این حالت هیچ یک از چرخدنده­های روی محور خروجی به آن قفل نمی­شوند. این
چرخدنده­ها بوش یا بلبرینگی دارند ( شکل 2-10) که امکان چرخش آزاد آنها را روی
محور خروجی فراهم می­کند. در هنگام دنده عوض کردن، چرخدنده­ها خودشان حرکت نمی­کنند.
چرخدنده­ها با عمل کشویی به محور قفل می­شوند (2-7). کشوییها با هزارخار به محور
خروجی متصل­اند و با آن می­چرخند.

ماهک روی کشویی در شیارهای غلاف کشویی (شکل 2-10) جفت
می­شود. وقتی راننده دسته دنده را جابجا می­کند، این حرکت از طریق میله­بندی به
ماهک روی کشویی منتقل می­شود. ماهک غلاف کشویی را به حرکت درمی­آورد و غلاف
چرخدنده موردنظر را روی محور قفل می­کند. در شکل 2-11 (الف) دو کشویی چرخدنده­ها
را روی محور خروجی جعبه دنده قفل کرده­اند. جعبه دنده­ شش دنده یک کشویی اضافی
دارد .این کشویی دنده پنج را به دنده زیر قفل می­کند.

تنها چرخدنده­ای که در بسیاری از جعبه­ دنده­ها عملاً
برای درگیرشدن حرکت می­کند واسطه دنده عقب است. این چرخدنده روی محور خود حرکت می­کند
تا با دنده عقب، روی دنده­زیر (چرخدنده ساده) درگیر می­شود. این چرخدنده با دنده
عقب روی محور خروجی نیز درگیر می­شود. در نتیجه این عمل، محور خروجی در جهتی مخالف
با جهت محور ورودی می­چرخد.

2-7-
کارکشویی

از کشویی در جعبه­دنده­ها و جعبه­دنده­های دیفرانسیل
سرخود دستی برای جلوگیری از برخورد چرخدنده­ها در هنگام تعویض دنده استفاده می­شود.
به کمک کشویی می­توان کاری کرد که چرخدنده­ها و غلافهای کشویی در حوالی زمانی که
باید درگیر شوند، با سرعت برابر بچرخند. وقتی این سرعتها برابر باشند، چرخدنده­ها
به نرمی درگیر می­­شوند.

غلاف کشویی (شکل 2-12) روی مغزی کشویی جفت می­شود. این
قطعه خارهای خارجی یا دندانه­هایی دارد که با خارهای داخلی یا دندانه­های غلاف
کشویی جفت می­شوند. خارهای موشکی قسمتهای برجسته­ای دارند که در شیارهای روغن خور
غلاف می­نشینند. این شیارها تورفتگیهای کوچکی هستند که قطعه دیگری در آنها حرکت می­کند
تا اثر قفل کنندگی ایجاد کند.

عمل هماهنگ­سازی در سه مرحله انجام می­شود ( شکل
2-13). وقتی دنده عوض می­کنیم، غلاف کشویی به طرف چرخدنده­ مورد نظر می­رود. این
غلاف روی خارهای مغزی کشویی می­لغزد و سه خار موشکی را با خود می­برد. خارهای
موشکی به دنده برنجی نیرو وارد می­کنند و آن را به طرف چرخدنده موردنظر می­رانند.
درنتیجه سطح مخروطی دنده برنجی با سطح مخروطی چرخدنده تماس پیدا می­کند ( شکل
2-13ب). اصطکاک بین دنده برنجی و چرخدنده سبب هماهنگ شدن چرخش آنها می­شود و هر دو
با یک سرعت می­­چرخند.

وقتی دندانه­های خارجی دنده برنجی و چرخدنده با یک
سرعت می­چرخند، غلاف کشویی روی آنها می­لغزد (شکل 2-13 ج). درنتیجه چرخدنده به
محور قفل می­شود و تعویض دنده انجام می­گیرد. توان از این چرخدنده از طریق غلاف
کشویی و مغزی کشویی به محور منتقل می­شود. کشوییهای مورد استفاده برای بقیه
چرخدنده­ها نیز همین اعمال را انجام می­دهند. بعضی از جعبه دنده­ها برای دنده عقب
هم کشویی دارند.

جعبه دنده­ای که در آن از کشویی استفاده می­شود جعبه
دنده کشویی درگیر نامیده می­شود. در این جعبه دنده چرخدنده­ها همواره درگیرند و
تعویض دنده هنگامی انجام می­شود که چرخدنده­ها با سرعت برابر می­چرخند.

2-8-
طرز کار جعبه دنده دستی

در شکلهای 2-10 و 2-11 (ب) اعمالی که در جعبه دنده­های
دستی شش دنده انجام می­شود تا جعبه دنده در دنده موردنظر قرار بگیرد نشان داده شده­است  ودر ادامه مطلب این اعمال را شرح می­دهیم. در
شکل 2-14 جریان انتقال توان در یک جعبه دنده شش دنده به هریک از دنده­های جلو و
دنده عقب نشان داده شده است. جریان انتقال توان در جعبه دنده پنج دنده همانند جعبه
دنده شش دنده است، با این تفاوت که در این حالت دنده پنج در کار نیست.

1- دنده یک (شکل 2-14 الف) برای گذاشتن خودرو در دنده
یک، پدال کلاچ را فشار دهید تا کلاچ خلاص شود. سپس دسته دنده را در وضعیت دنده یک
بگذارید. درنتیجه میله بندی جعبه دنده اولین کشویی معکوس گرد را انتخاب می­کند و
غلاف آن را به طرف راست می­راند ( شکلهای 2-11ب و 2-14). غلاف کشویی به دنده یک
قفل می-شود. چون مجموعه غلاف کشویی و کشویی به محور خروجی قفل شده­اند، وقتی کلاچ
درگیر شود یعنی وقتی پدال کلاچ را رها کنیم ، دنده یک محور خروجی را می­چرخاند:

2- دنده دو برای رفتن به دنده دو، غلاف کشویی 1 به 2
به طرف چپ حرکت می-کند .در این حالت کاهش سرعت در مقایسه با دنده یک، کمتر است زیرا
اختلاف اندازه دو چرخدنده کمتر است.

3- دنده سه در دنده سه، غلاف کشویی 1 به2 به وضعیت
خلاص می­رود. سپس غلاف کشویی 3 به 4 به طرف راست حرکت می­کند  تا با دنده سه درگیر شود. در این هنگام چرخدنده
سوم دنده زیر دنده سه را می­چرخاند و این چرخدنده حرکت خود را از طریق کشویی به
محور خروجی منتقل می­کند.

4- دنده چهار یا انتقال مستقیم در دنده چهار، غلاف
کشویی 3 به 4 به طرف چپ حرکت می­کند تا با دنده آخر سر محور ورودی درگیر شود. در
این حالت محور خرجی مستقیماً از طریق کشویی ، به وسیله دنده آخر چرخانده می­شود و
از آن رو این وضعیت را انتقال مستقیم می­نامند.

5- دنده پنج یا اوردرایو در دنده پنج هر دو کشویی 1 به
2 و 3 به 4 به وضعیت خلاص می­روند. غلاف کشویی دنده پنج به طرف جلو حرکت می­کند در
نتیجه دنده پنج، به دنده زیر قفل می­شود. در این وضعیت دنده پنج، چرخدنده پنجم را
که با هزار خار به محور خروجی متصل است می­چرخاند. در این حالت اوردرایو تامین می­شود
زیرا دنده پنج از چرخدنده­ای که آن را می­چرخاند بزرگتر است .در این وضعیت وقتی
دنده زیر فقط 0.8 دور بچرخد محور خروجی 1 دور می­چرخد.

6- دنده عقب در دنده عقب، همه غلافهای کشویی در وضعیت
خلاص­اند. واسطه دنده عقب با دنده عقب که روی دنده زیر سوار است و دندانه­های
چرخدنده روی غلاف کشویی 1 به 2 درگیر می­شود. این چرخدنده به منزله دنده عقب روی
محور خروجی عمل می­کند. دنده زیر واسطه دنده عقب را می­چرخاند و چرخدنده اخیر، از
طریق غلاف کشویی، محور خروجی را می­چرخاند. در این حالت محور خروجی در جهت عکس می­چرخد؛
دلیل معکوس شدن جهت چرخش محور خروجی وجود واسطه دنده عقب است. نسبت چرخدنده متداول
برای دنده عقب 1: 5 و 3 است.

جعبه
دنده دیفرانسیل سرخود دستی

2-9- ساختمان جعبه دنده دیفرانسیل سرخود دستی

جعبه دنده دیفرانسیل سرخود دستی از یک جعبه دنده دستی
و یک دیفرانسیل تشکیل می­شود که به صورت یک مجموعه سوار شده­اند ( شکل 2-15). توان
موتور از طریق محور ورودی وارد بخش جعبه دنده می­شود و سپس از طریق دنده پینیون
نصب شده روی محور خروجی یا شافت عقب از جعبه دنده بیرون می­آید. دنده پینیون
کرانویل بخش دیفرانسیل را می­چرخاند. کرانویل توان را از طریق دیفرانسیل به دو میل
پلوس کوتاه اکسل جلو منتقل می­کند ( شکل 2-4). سپس میل پلوسهای کوتاه چرخها را می­چرخانند
و اتومبیل به حرکت درمی­آید. دیفرانسیل به چرخهای جلو امکان می­دهد که در هنگام
پیچیدن خودرو مسافتهای متفاوتی را بپیمایند. (4-18)

در شکل 2-15 یک جعبه دنده دیفرانسیل سرخود پنج دنده
نشان داده شده­است. محور ورودی بخشی از دنده زیر یا شاه دنده است. جعبه دنده
هنگامی در حالت خلاص است که هر دو کشویی در مواضع میانی باشند. دنده چهار به همان
صورتی عمل می­کند که در جعبه دنده دستی دیدیم (شکل 2-11 الف). حرکت دادن دسته دنده
سبب می­شود که غلاف کشویی 1 به 2 یا 3 به 4 چرخدنده­ای را به محور اصلی قفل کند.

2-10-
طرز کار جعبه دنده دیفرانسیل سرخود دستی

در شکل 2-16 چرخدنده­ها و محورهای بخش جعبه دنده یک جعبه
دنده دیفرانسیل سرخود دستی شش دنده نشان داده شده­است. انی جعبه دنده دیفرانسیل
سرخود اساساً همان است که در شکل 2-15 مشاهده می­شود؛ در اینجا فقط مجموعه محور
دنده پنج اضافه شده است. طرز کار هر دو جعبه دنده دیفرانسیل سرخود، در همه وضعیتها
غیر از دنده پنج، همانند است.

در شکل 2-17 انتقال توان در هر وضعیت جعبه دنده
دیفرانسیل سرخود شش دنده نشان داده شده­است. در دنده­های یک و دو، غلاف کشویی 3 به
4 در وضعیت خلاص می­ماند. وقتی راننده به دنده یک می­رود، غلاف کشویی 1 به 2 به
سمت جلو حرکت می­کند (شکل 2-17 الف). در نتیجه دنده یک به محور اصلی قفل می­شود.
برای رفتن به دنده دو، غلاف کشویی 1 به 2 عقب می­رود ( شکل 2-17 ب). درنتیجه دنده
یک آزاد می­شود وسپس دنده دو به محور اصلی قفل می­شود.

وقتی دسته دنده به وضعیت دنده سه می­رود، غلاف کشویی 1
به 2 به وضعیت خلاص می­رود. غلاف کشویی 3 به 4 به سمت جلو حرکت می­کند ( شکل 2-17
ج). در نتیجه دنده سه به محور اصلی قفل می­شود. با رفتن به دنده چهار، دنده سه
آزاد می­شود و غلاف کشویی را عقب می­برد ( شکل 2-17 د). در این هنگام دنده
چهار  به محور اصلی قفل می­شود. اگر دنده
زیر و دنده چهار هم اندازه باشند با انتقال مستقیم سر و کار داریم و نسبت چرخدنده
1: 1 است.

در دنده پنج، هر دو غلاف کشویی 1 به 2 و 3 به 4 در
وضعیت خلاص قرار می­گیرند. چرخدنده چهارم واقع روی دنده زیر همواره با دنده پنج
درگیر است. وقتی غلاف کشویی دنده پنج به عقب می­رود ( شکل 2-17 ه)، دنده پنج را به
محور خود قفل می­کند. در سر دیگر محور یک دنده پینیون پیوسته با دنده کرانویل
درگیر است. توان از چرخدنده چهارو روی دنده زیر، از طریق دنده پنج و محور انتقال
پیدا می­کند. سپس توان از پینیون سر محور به دنده کرانویل منتقل می­شود.

توجه: هر دو محور اصلی و محور دنده پنج پینیونهایی
دارند که پیوسته با دنده کرانویل درگیرند. وقتی یک محور دنده کرانویل را می­چرخاند،
محور دیگر آزاد می­شود و هرز می­گردد.

برای رفتن به دنده عقب، غلافهای کشویی 1 به 2 و 3 به 4
به وضعیت خلاص می­روند. در این هنگام کشویی دنده پنج خلاص است .واسطه دنده عقب به
طرف عقب حرکت می­کند ( شکل 2-17 ه). در انی حالت دندانه­های آن با چرخدنده دنده
عقب روی دنده زیر و با دندانه­های غلاف کشویی 1 به2 یا واسطه دنده عقب روی محور
اصلی درگیر می­شوند. توان از دنده زیر و از طریق واسطه دنده عقب، انتقال می­یابد.
بدین ترتیب جهت چرخش محور اصلی معکوس می­شود. سپس دنده پینیون دنده کرانویل را
درجهت عکس می­چرخاند و اتومبیل عقب می­رود.

2-11-
جعبه دنده دیفرانسیل سرخود با دو گستره کاری

این نوع جعبه دنده ( شکل 2-18) یک واحد پنج دنده است.
محور ورودی دو دنده پینیون دارد. یک دنده پینیون با ورودی پایین ویک دنده پینیون
با ورودی بالا. این دنده پینیونها با چرخدنده­های نظیر روی دنده زیر پیوسته
درگیرند. کشویی انتخاب کننده گستره کاری تعیین می­کند که کدام چرخدنده باید روی
محور اصلی قفل شود. بنابراین دو گستره سرعت نتیجه می­شود، یکی گستره به صرفه و
دیگری گسترده پرتوان.

این نوع جعبه دنده روی هم رفته هشت دنده جلو دارد.

هار دنده در وضعیت به صرفه و با نسبت اوردرایو کار می­کنند.
دو ماهک دسته دنده لازم است. یکی دسته دنده معمولی است و دیگری گستره کاری را
انتخاب می­کند. با حرکت دادن دومی، کشویی انتخاب کننده گستره کاری به حرکت درمی­آید.

2-12-
وسایل قفل کننده

در جعبه دنده­های دستی و جعبه دنده­های دیفرانسیل
سرخود دستی از انواع مختلف وسایل قفل کننده استفاده می­شود. با وجود وسایل قفل
کننده در هنگام تعویض دنده فقط یک غلاف کشویی می­تواند حرکت کند. اگر بیش از یک
غلاف کشویی حرکت کند، دنده­ها برخورد می­کنند و جعبه دنده آسیب می­بیند.

در شکل 2-19 نوعی قفل در میله بندی تعویض دنده یک جعبه
دنده دیفرانسیل سرخود دستی شش دنده نشان داده شده­است. ای نقفل مکانیسمی سه تکه­ای
است . وقتی راننده دنده عوض می­کند، فقل میل ماهک مربوط به آن دنده می­تواند حرکت
کند. قفل دیفرانسیل واقع در صفحه قفل کند دیفرانسیل و خار مانع وارد شیارهای میل
ماهکها می­شوند. درنتیجه این میل ماهکها نمی­توانند حرکت کنند.

تعویض
دنده و میله بندی تعویض دنده

2-13- دسته دنده بغل فرمان و دست هدنده کف اتاق

سالها پیش جعبه دنده­های دستی چهار دنده بودند و دسته
دنده در کف اتاق بود؛ جایی که دست راست راننده به راحتی به آن دسترسی داشت. انتهای
دسته دنده به مکانیسم تعویض جعبه دنده متصل می­شد. پس از آن دسته دنده را به لوله
فرمان منتقل کردند؛ جایی که بیشتر در دسترس راننده بود (شکلل 2-20). با این تغییر،
جای پاها در صندلی حلو نیز وسیعتر شد.

امروزه دسته دنده دوباره در کف اتاق نصب می­شود (
شکلهای 2-1 و 2-21 ). اغلب اوقاف دسته دنده بخی از کنسول میانی است ( شکل 15-29).
در شکل (2-22) الگوهای متداول حرکت دسته­دنده برای تعویض دنده در جعبه دنده­های
دستی نشان داده شده­است.

2-14-
میله بندی تعویض دنده

برای اتصال دسته دنده به جعبه دنده از میله بندیهایی
با آرایشهای مختلف استفاده شده­است.طرز کار همه این میله بندیها اساساًیکی است.
برای عوض کردن دنده بادی دو حرکت به دسته دنده اعمال کرد. در اولین حرکت ماهک روی
کشویی و کشویی مربوط به چرخدنده مورد نظر انتخاب می­شود. حرکت دوم سبب می-شود که
ماهک روی کشویی، غلاف کشویی را به حرکت درآورد. در نتیجه حرکت اخیر چرخدنده مورد
نظر به محور اصلی قفل می­شود.

در شکل 2-20 میله بندی یک دسته بغل فرمان نشان داده
شده است. شکل 2-21 میله بندی مربوط به یک دسته دنده کف اتاق را نشان می­دهد که به
جعبه دنده­ای پنج دنده متصل است. این آرایش متداول برای میله­بندهای خارجی است که
بیرون از پوسته گیربکس قراردارند. اکنون در بیشتر جعبه دنده­ها، برای کاهش سایش و
مشکلات دیگر از میله­بندی داخلی ( شکلهی 2-1 و 2-14) استفاده می­شود. در این سیستم
میله بندی تعویض داخل پوسته جعبه دنده یا جعبه دیفرانسیل سرخود است.

در شکل 2-23 میله بندی سیمی بی ندسته دنده کف اتاق با
جعبه دنده دیفرانسیل سر خود دستی شش دنده نشان داده شده است. سرسیمها به ماهکهای
دست هدنده روی جعبه دنده دیفرانسیل سر خود متصل است ( شکل 2-3). سیم انتخاب کننده
تعیین می­کند ک هکدام ماهک بادی حرکت کند، سپس سیم تعویض ماهک را جلو یا عقب می­برد.

 

2- 15- کلیدها و حسگرها

در جعبه دنده یا جعبه دنده دیفرانسیل سر خود ممکن است
کلیدها و حسگرهای مختلفی نصب شده باشد ( شکل 2-24). این کلیدها یا حسگرها امکان به
کار افتادن وسایل مختلف درنتیجه حرکت دسته دنده، میله بندی تعویض دنده یا یک محور
را فراهم می­کنند. کلید یا حسگر مدارهای برقی را کنترل می­کند یا اطلاعاتی درباره
وضعیت دنده یا سرعت اتومبیل در اختیار راننده قرار می­دهد.

1- کلید جرقه کنترل شونده با جعبه دنده ( TCS) سیستم TCS سیستم کنترل آلایندگی است که در بسیاری از
خودروهایی که دلکو آنها دستگاه آوانس خلئی دارد نصب می­شود. این کلید باز است و
مانع از آوانس خلئی در همه دنده­ها، مگر دنده سه در جعبه دنده­های چهاردنده یا
دنده چهار در جعبه­دنده­هاب پنج دنده می­شود. در این دنده­ها کلید بسته و آوانس
خلئی ممکن می­شود. آوانس خلئی در سایر دنده­ها می­تواند سبب افزایش میزان آلایندگی
دود خودرو شود.

2- کلید چراغ دنده عقب وقتی سوئیچ باز است و دسته دنده
در وضعیت دنده عقب قرار دارد، میله بندی تعویض دنده کلید چراغ دنده عقب را می­بندد
( شکل 2-24). درنتیجه چراغهای دنده عقب که در پشت اتومبیل قراردارند ( شکل 15-1)
به باتری متصل می­شوند. این چراغها ناحیه پشت اتومبیل را روشن می­کنند.

3- دنده کیلومتر در بسیاری از خودروها، کیلومرت شمار
مکانیکی (15-19) به وسیله یک جفت چرخدنده کار می­کند که در جعبه دنده یا جعبه دنده
دیفرانسیل سرخود قراردارند. دنده کیلومتر (شکل 2-10) روی محور خروجی نصب می­شود.
دنده پینیون کیلومتر به سر سیم کیلومتر متصل می­شود و با دنده کیلومتر درگیر است.
سیم کیلومتر به درجه کیلومتر شمار روی جلو داشبورد متصل است.

4- حسگر سرعت خودرو: بسیاری از خودروها یک حسگر سرعت
الکترونیکی دارند که در جعبه دنده یا جعبه دنده دیفرانسیل سرخود نصب می­شود
(15-19). این حسگر سعرت ( شکل 2-1) سرعت چرخش محور را اندازه­گیری می­کند. سپس
سیگنالی حاوی این اطلاع به ادوات الکترونیکی جلو داشبورد و مدول کنترل الکترونیکی
می­فرستد. سرعت خودرو اطلاع ورودی به مدول کنترل الکترونیکی است. نوعی حسگر سرعت
مولد برق کوچکی است که به وسیله محور اصلی جعبه دنده کار می­کند. هرچه ولتاژ
تولیدی بالاتر باشد، سرعت خودرو بیشتر است.

5- کلید ایمنی وضعیت خلاص: مدار کنترل سیستم راه­اندازی
موتور دارای یک کلید ایمنی یا کلید ایمنی وضعیت خلاص (شکل 2-24) است. در بعضی
اتومبیلها که جعبه دنده یا جعبده دنده دیفرانسیل سرخود دستی دارند، موتورگردانی
انجام نمی­شود مگر دسته دنده در وضعیت خلاص باشد. در این وضعیت کلیا. ایمنی وضعیت
خلاص بسته و مدار اتوماتیک استارت کامل می­شود.

صفحات 87 تا 93

سیستم چهارچرخ محرک، جعبه دنده کمک و مبدل
گشتاور

5-1- سیستم چهارچرخ محرک:

خودرویی که چهارچرخ آن محرک است سیستم محرکی دارد که
می­تواند توان را به هر چهار چرخ بفرستد ( شکل 5-1). این سیستم حداکثر کشش را برای
رانندگی بیرون از جاده تامین می­کند. این سیستم در صورت لغزنده بودن سطح جاده یا
از برف و یخ پوشیده شدن آن نیز حداکثر کشش را ایجاد می­کند. در بعضی از خودروها
سیتسم چهارچرخ محرک به طور خودکار درگیر می­شود یا همواره درگیر است. در بعضی
خودروهای دیگر راننده می­تواند در هنگام لزوم از حالت دو چرخ محرک به حالت چهارچرخ
محرک برود و برعکس. ممکن است روی جلوداشبورد یا کنسول، چراغ یا نمایشگری وجود
داشته باشد که نشان دهد چه وقت خودرو در حالت چهارچرخ محرک است.

بسیاری از خودروهای
چهارچرخ محرک اساساً کامیونهای سبک دیفرانسیبل عقب (فصل4) هستند. این خودروها یک
دیفرانسیل کمکی هم در جلو دارند. یک گیربکس دو سرعته (2-6) یا جعبه دنده کمک (
5-3) اکسل جلو را درگیر و خلاص می­کندو درعین حال سرعتهای زیاد و کم را تامین می­کند.
در خودروهای دیگر اکسل محرک اصلی اکسل جلو است. برای دستیابی به حالت چهارچرخ
محرک، جعبه دنده کمک اکسل عقب را درگیر می­کند و این اکسل نقش اکسل محرک کمکی را
دارد. خودروهای چهارچرخ محرک معمولاً با زمین فاصله بیشتری دارند، زیربندی و سینی
کارتر آنها محافظ دارد و آج لاستیکهای آنها برای حرکت در بیرون از جاده­ها مناسب
است.

5-2- سیستم همه چرخ محرک

بعضی از خودروهای سواری سیستم همه چرخ محرک دارند.
سیستم همه چرخ محرک صورتی از سیستم چهارچرخ محرک است که عمدتاً برای حرکت در جاده
به کار می­رود. این سیستم کشش چرخها را، به ویژه روی سطوح لغزنده یا پوشیده از برف
و یخ بهبود می­بخشد. در انی خودروها از جعبه دنده کمک دو سرعته استفاده نمی­شود،
بنابراین گستره سرعتی برای حرکت در بیرون جاده­ها ندارد. در شکل 5-2 اتومبیلی با
سیستک همه چرخ محرک نشان داده شده است که در حالت عادی هر دو اکسل عقب و جلو آن به
اندازه هم در حرکت اتومبیل نقش دارند. وقتی چرخهای سوار بر یک اکسل بکسوواد می­کنند،
سیستم به طور خودکار گشتاور را به اکسل دیگر که کشش بهتری دارد انتقال می­دهد.

در سایر خودروهای همه چرخ محرک اکسل جلو محرک اصلی و
اکسل عقب محرک کمکی است، یا اکسل عقب محرک اصلی و اکسل جلو محرک کمکی است. بعضی از
خودروهای همه چرخ محرک یک جعبه دنده کمک یک سرعته دارند. بعضی دیگر از آنها در
جعبه دنده یا جعبه دنده دیفرانسیل سرخود چرخدنده­هایی دارند که اکسل کمکی را فعال
می­کند.

سیستم
چهارچرخ محرک

5-3- هدف از به کارگیری جعبه دنده کمک

جعبه دنده کمک معمولاً پشت جعبه دنده، به جای گلدانی
عقب بسته می­شود ( شکلهای 5-1 و 5-3) توان موتور از طریق محور خروجی جعبه دنده به
محور ورودی جعبه دنده کمک می­رسد. اگر خودرو همواره چهارچرخ محرک نباشد، راننده مب­تواند
یکی از دو حالت دو چرخ محرک چهارچرخ محرک را انتخاب کند. سپس با استفاده از دنده
کمک توان را فقط به اکسلهای عقب ( دو چره محرک) یا به اکسلهای عقب و جلو (چهارچرخ
محرک) می­فرستد. بعضی از خودروها همواره چهارچرخ محرک­اند. در این خودروها جعبه
دنده کمک در حالت چهارچرخ محرک می­ماند و به محض بکسوواد کردن چرخهای عقب، اکسل
جلو به طور خودکار درگیر می­شود.

جعبه دنده­های کمک خودکار را به دسته یک سرعته و دو
سرعته تقسیم می­کنند. جعبه دنده کمک یک سرعته می­تواند توان را تقسیم کند و آن را
به یک اکسل یا به هر دو اکسل برساند. به علاوه، جعبه دنده کمک دو سرعته دو گستره
سرعت، یکی کم و دیگری زیاد دارد، راننده می­تواند هریک از حالتهای دوچرخ محرک یا
چهارچرخ محرک در گستره سرعت زیاد، خلاص، یا گستره سرعت کم با چهارچرخ محرک انتخاب
کند ( شکل 5-4).

در شکل 5-5 انتقال توان از طری جعبه دنده کمک دو
سرعته، وقتی دسته دنده در وضعیتهای مختلف است، نشان داده شده است. چهار حالت کاری
جعبه دنده کمک با به حرکت درآوردن دو دنده خلاص کن قابل حصول است. ای ندنده­ها با
هزارخار به محورهای خروجی جعبه دنده کمک، برای اکسلهای جلو و عقب، متصل می­شوند.

گستره سرعت زیاد در جعبه دنده کمک نسبت چرخدنده 1: 1
دارد. در گستره سرعت کم معمولاً نسبت جرخدنده 1: 5 و 2 است. در نتیجه سرعت خودرو
کاهش و گشتاور قابل حصول در سرعت کم به شدت افزایش می­یابد. در جعبه دنده­های کمک
یک سرعته معمولاً نسبت چرخدنده 1: 1 است.

5-4
جعبه دنده کمک با سیستم چرخدنده سیاره­ای

همه جعبه دنده­های کمک مانند جعبه دنده نشان داده شده
در شکل 5-5 چرخدنده­های ساده ندارند. در بسیاری از جعبه دنده­های کمک برای کاهش
سرعت و کار در گستره سرعت کم از چرخدنده­های سیاره­ای ( شکل 5-6) استفاده می­شود.

زنجیرهی توان را بین محورها انتقال می­دهد. در حالت دو
چرخ محرک، قطعات داخلی جعبه دنده کمک نمی­چرخند. در نتیجه بخش عمده روغن آرام می­ماند
و اتلاف توان کاهش می­یابد.

یک پمپ روغن داخلی به کمک محور خروجی عقب کار می­کند
تا هرگاه محور محرک چرخید آن را روغنکاری کند. در نتیجه روغنکاری بهتر انجام می­شود
و می­توان خودرو را با سرعت مجاز بکسل کرد. تا وقتی که چرخهای عقب می­چرخند، پمپ
روغن بلبرینگهای جعبه دنده کمک را روغنکاری می­کند. اما اگر چرخهای جلو توپیهای
قفل شو داشته باشند، باید قفل آنها را باز کرد تا قطعات سیستم محرک بی­جهت نچرخند.

در شکل 5-7 انتقال توان از طریق جعبه دنده کمک در وضعیتهای
مختلف رانندگی نشان داده شده است. وقتی دنده خلاص است، محور ورودی دنده پینیونهای
سیاره­ای و دنده کرانویل را که آزادانه می­چرخد، می­چرخاند. در این وضعیت مجموعه
چرخدنده­های سیاره­ای اصلاً توان انتقال نمی­دهند. (5-5)

5-5-
کار چرخدنده سیاره­ای

مجموعه چرخدنده سیاره­ای ساده­ای که در شکل 5-8 نشان
داده شده­است از سه عضو تشکیل می­شود: یک چرخدنده خورشیدی، یک سیاره بر و یک
چرخدنده داخلی یا رینگی. چرخدنده خورشیدی در وسط قرار دارد و روی محور خود سوار
است. این چرخدنده، چرخدنده محرک یا ورودی در شکل 5-8 (ّ) است. سه ( یا چهار)
پینیون سیاره­ای با چرخدنده خورشیدی درگیر می­شوند. آنها روی پینهای سیاره بر نصب
می­شوند. پینیونهای سیاره­ای با چرخدنده داخلی یا رینگی درگیر می­شوند. محور متصل
به سیاره بر محور متحرک یا خروجی است ( شکل 5-8 ب).

مجموعه چرخدنده سیاره­ای می­تواند پنج وضعیت داشته
باشد:

1-     افزایش سرعت با کاهش گشتاور (اوردرایو)

2-     کاهش سرعت با افزایش گشتاور ( آندردرایو)

3-     انتقال مستقیم ( قفل شدن)

4-     خلاص

5-     دنده عقب

دو وضعیت مورد استفاده در جعبه دنده کمک عبارت­اند از

کاهش سرعت (گستره پایین) و انتقال مستقیم (گستره بالا). انتقال مستقیم با قفل کردن
هر دو عضو از اعضای مجموعه چرخدنده سیاره­ای انجام می­شود. با ثابت نگه داشتن
چرخدنده داخلی سرعت کاهش می­یابد ( شکل 5-8 ب). با چرخش چرخدنده خورشیدی، دنده
پینیونها وادار به حرکت روی چرخدنده داخلی می­شوند. درنتیجه سیاره بر هم جهت با
خورشیدی، اما آهسته­تر از آن می­چرخد. محور سیاره بر محور متحرک جعبه دنده کمک یا
محور خروجی است. در این حالت محور سیاره بر آهسته­تر از محور ورودی می­چرخد، اما
گشتاور بزرگتری را انتقال می­دهد.

توجه:

برای نمایش طرز کار مجموعه چرخدنده سیاره­ای، در شکل
5-8 چرخدنده داخلی به کمک ترمز ساکن نگه داشته شده­است. اما در جعبه دنده کمک برای
ثابت نگه داشتن چرخدنده داخلی از ترمز استفاده نمی­شود. وقتی دسته دنده را در
وضعیت گستره پایین قرارمی­دهیم، سیاره بر و چرخدنده داخلی، روی محور هزار خاردار،
به طرف جلو می­لغزد ( شکل 5-7). دندانه چرخدنده داخلی با صفحه قفل کن پیچ شده به
پوسته درگیر می­شود. درنتیجه چرخدنده داخلی، ثابت نگه داشته می­شود.

با قرارداند جعبه دنده کمک در وضعیت گستره بالا،
چرخدنده داخلی و سیاره بر به یکدیگر قفل می­شوند ( شکل 5-7). مجموعه چرخدنده سیاره­ای
به صورت یک واحد عمل می­کند زیرا پینیونها نمی­توانند روی پینهای خود بچرخند.
درنتیجه انتقال مستقیم انجام می­شود. در این وضعیت محور خروجی جعبه دنده کمک با
همان سرعتی می­چرخد که محور ورودی می­چرخد.

در خودروهای چهارچرخ محرک از انواع دیگر جعبه دنده کمک
هم استفاده می­شود. تعویض دنده در این جعبه دنده­های کمک به صورت دستی، یا با
استفاده از موتور مکشی یا الکتروموتور انجام می­شود (5-18). بعضی از جعبه دنده­های
کمک، دیفرانسیل و کلاچی دارند که به صورت خودکار عمل می­کنند یا باید با دست آنها
را قفل کرد. بعضی از جعبه دنده­های کمک هم با کامپیوتر کنترل می­شوند. ( 5-18)

5-6-
اکسلهای کمکی جلو

راننده برای استفاده از وضعیت چهارچرخ محرک، جعبه دنده
کمک را در وضعیت درگیری با اکسل جلو قرار می­دهد ( شکلهای 5-5 و 5-7 ). در شکل 5-5
(ج)، چرخدنده مربوط به اکسل جلو در جعبه دنده کمک، چرخدنده متحرک اکسل جلو را به
محور محرک این اکسل قفل می­کند. در اغلب جعبه دنده­های کمک، تا زمانی که چرخهای
جلو  و عقب با سرعت برابر می­چرخند، می­توان
اکسل جلو را در هنگام حرکت خودرو درگیر یا خلاص کرد. بعضی از جعبه دنده­های کمک
کشویی دارند تا تعویض آسانتر شود (2-7). ممکن است برای تغییر وضعیت جعبه دنده کمک
از حالت خلاص به درگیر متوقف کردن خودرو و خاموش کردن موتور ضرورت پیداکند.

انتقال توان از ماهکهای روی محروهای جعبه دنده کمک به
اکسلهای محرک از طریق محورهای محرک توخالی انجام می­شود (شکلهای 5-1 و 5-3). تغییر
زاویه و طول محور محرک به کمک قفل گاردانهای ساده و کشوییهای گاردان امکانپذیر می­شود
(4-2).

در شکل 5- 9 اکسل محرک جلو یک خودرو چهارچرخ محرک نشان
داده شده­است. این اکسل شبیه اکسل محرک عقب است (4-13). دیفرانسیل و میل پلوسهای
بلند اکسل جلو داخل پوسته اکسل قراردارند. میل پلوسهای بلند در سرهای خارجی خودکشویی
خارجی دارند. درنتیجه سرهای میل پلوسهای بلند یا میل سگدستها می­توانند همراه
سگدست فرمان بچرخند و جهت حرکت خودرو را تغییر دهند. در شکل 5-10 اکسل محرک جلو با
سیستم تعلیق مستقل نشان داده شده­است. این اکسل یک پوسته دو تکه دارد. وجود یک قفل
گاردان اضافی در میل پلوس بلند راست این امکان رافراهم می­آورد که چرخها مستقل از
هم بالا و پایین بروند.

5-7-
خلاص کن

در خودروهای چهارچرخ محرک، توان همواره به یک اکسل
اکسل محرک اصلی می­رسد. اکسل دیگر یا اکسل محرک کمکی با استفاده از جعبه دنده کمک
درگیر می­شود. اگر توپی چرخها مستقیماً با هزارخار به میل سگدستهای واقع بر سر
خارجی میل پلوسهای بلند متصل شده باشند، با تغییر وضعیت جعبه دنده کمک می­توان
خودرو را به حالت چهارچرخ محرک برد. اما به ندرت از این حالت چهارچرخ محرک پاره
وقت استفاده می­شود. درحالت دوچرخ محرک، میل پلوسهای بلند جلو، کرانویل و پینیون و
میل گاردان اکسل جلو را در جهت عکس می­چرخانند. در نتیجه مصرف سوخت افزایش و عمر
لاستیکها کاهش می­یابد، به علاوه موتور و جعبه دنده کمک هم زودتر فرسوده می­شوند.
یکی از راه­حلها اتصال میل پلوسهای بلند محرک به چرخهای محرک با استفاده از خلاص
کن است. ( شکلهای 5-11 و 5-12).

1-  خلاص کن دستی

از این نوع
خلاص کن ( شکل 5-11) در خودروهای با سیستم چهارچرخ محرک پاره وقت استفاده می­شود.
این نوع خلاص کن را راننده به کار می­اندازد. برای درگیر کردن چرخهای جلو، راننده
خودرو را متوقف می­کند، پیاده می­شود و دکمه تعویض روی هر چرخ را می­چرخاند و آن
را به وضعیت «درگیر» می­برد. درنتیجه این کار بادامک می­چرخد و فنر به دنده خلاص
کن فشار وارد می­آورد و آن را با چرخدنده­ای که به وسیله هزار خار به سر خارجی میل
پلوس بلند متصل است درگیر می­کند. در این حالت، هنگامی که راننده سوار خودرو می­شود
و وضعیت جعبه دنده کمک را به «چهارچرخ محرک» تغییر می­دهد، چرخهای جلو، همراه با
چرخهای عقب محرک می­شوند. برای خلاص کردن چرخهای جلو از درگیری، راننده خودرو را
متوقف می­کند، پیاده می­شود و دکمه­ها را به وضعیت «خلاص» برمی­گرداند.

2-
خلاص کن خودکار

بعضی از خودروها خلاص کن خودکار دارند ( شکل 5-12) تا
برای درگیر و خلاص کردن توپیها به متوقف کردن خودرو نیاز نباشد. وقتی جعبه دنده
کمک در وضعیت «چهارچرخ محرک» است، با انتقال توان از طریق اکسلهای چرخ جلو، توپیها
به صورت خودکار قفل می­شوند. برای خلاص کردن توپیها باید خودرو را متوقف کنید و
وضعیت جعبه دنده کمک را به حالت دو چرخ محرک تغییر دهید. در بعضی مدلها، پس از این
کار باید چند متری هم دنده عقب برانید.

 

صفحات 107 تا 129

جعبه دنده و جعبه دیفرانسیل سرخود خودکار

6-1 –
جعبه دنده و جعبه دنده­ی دیفرانسیل سرخود خودکار

ساختمان و طرز کار جعبه دنده­ی خودکار(گیربکس
اتوماتیک) و بخش جعبه دنده در جعبه دنده­ی دیفرانسیل سرخود خودکار مشابه یکدیگر
است. هر دو آنها اساساً یک وظیفه دارند. آنها به­طورخودکار چندین نسبت چرخ­دنده را
بین میل­لنگ موتور و محور خروجی جعبه دنده و یا جعبه دنده­ی دیفرانسیل سرخود، برای
حرکت رو به جلو خودرو تأمین می­کنند.

جعبه دنده­ها و جعبه­دنده­های دیفرانسیل سرخود خودکار
اجزای مشابهی دارند. سه بخش اصلی آنها عبارت است از (شکل 6-1):

1 – یک مبدل
گشتاور که آن را کلاچ توربینی یا توربین هم می­نامند و معمولاً یک کلاچ قفل­شونده
برای جلوگیری از بکسوواد کردن دارد.

2 – یک زنجیر
چرخ­دنده که معمولاً یک یا چند دست چرخ­دنده­ی سیاره­ای دارد.

3 – یک سیستم
هیدرولیکی که ممکن است به صورت الکترونیکی کنترل شود.

مبدل گشتاور به میل­لنگ متصل می­شود (شکل 6-2) و توان
موتور را به زنجیر چرخ­دنده انتقال می­دهد. فشار هیدرولیکی، از طریق روغن جعبه
دنده­ی خودکار موجود در جعبه دنده یا جعبه دنده­ی دیفرانسیل سرخود، دنده­ها را عوض
می­کند.

6-2
– ساختمان جعبه دنده و
جعبه دنده­ی دیفرانسیل سرخود خودکار

در جعبه دنده­های خودکار، چرخ­دنده­ها و وسایل تعویض
دنده در یک ردیف و در امتداد محوری مشترک قرار گرفته­اند (شکل 6-3). در جعبه دنده­های
دیفرانسیل سرخود خودکار، اجزای جعبه دنده در یک ردیف (شکل 6-2) یا در دو ردیف با
مبدل گشتاور خارج از مرکز (شکل 6-4) آرایش می­یابند. مبدل گشتاور محور ورودی جعبه
دنده را از طریق چرخ­زنجیرهای متصل شده به وسیله­ی زنجیر به حرکت درمی­آورد (شکل
6-5).

جعبه دنده­ی دیفرانسیل سرخود خودکار چرخهای جلو را از
طریق کشوییها و میل­پلوسهای کوتاه به چرخش درمی­آورد (شکل 6-4). در فصل 4 این
قطعات را توصیف کردیم. اکسل محرک یا بخش دیفرانسیل­ جعبه دنده­ی دیفرانسیل سرخود
حاوی دیفرانسیل است (شکل­های 6-2 و 6-4). این دیفرانسیل به دو چرخ جلو امکان می­دهد
که در هنگام عبور خودرو از پیچ با سرعت­های متفاوت بچرخند و مسافتهای متفاوت را طی
کنند. کار دیفرانسیل در بخش 4-18 شرح داده شد.

ساختمان بعضی از جعبه­دنده­ها و جعبه­دنده­های
دیفرانسیل سرخود خودکار شبیه نوع دستی آنهاست(فصل 2). به جای چرخ­دنده­های سیاره­ای،
چرخ­دنده­های شاده و مارپیچی به دو محور – یک محور
اصلی و یک میل هرزگرد – متصل می­شوند.
این نوع جعبه­دنده­های دیفرانسیل سرخود را در بخش 6-29 شرح می­دهیم.

توجه: برای جلوگیری از تکرار بیهوده­ی عبارت جعبه دنده
یا جعبه دنده­ی دیفرانسیل سرخود، در ادامه­ی مطلب به جعبه دنده اشاره می­شود و
ممکن است منظور جعبه دنده­ی مجزا یا بخش جعبه دنده یک جعبه دنده­ی دیفرانسیل سرخود
خودکار باشد. وقتی منظرو فقط جعبه دنده­ی دیفرانسیل سرخود است به عین همین عبارت
اشاره خواهد شد.

6-3
– طرزکار جعبه دنده­ی
خودکار

اساس کار جعبه­دنده­ی خودکار برای خودروهای دیفرانسیل
عقب، دیفرانسیل جلو یا چهارچرخ محرک یکی است. اغلب جعبه­دنده­های خودکار سه یا
چهار دنده برای حرکت رو به جلو دارند. این جعبه­دنده­ها در وصعیتهای «پارک»،
«خلاص» و «دنده­ی عقب» هم قرار می­گیرند. دنده چهار معمولاً اوردرایو است. بعضی
جعبه­دنده­های خودکار شش دنده­اند و دنده چنج اوردرایو است.

خودروهایی که جعبه دنده­ی خودکار دارند معمولاً با
دنده یک راه می­افتند. سپس جعبه دنده به دنده­های دو، سه و چهار (درصورت وجود) می­رود.تعویض
دنده و قفل شدن مبدل گشتاور بدون کمک راننده انجام می­شود. با افزایش سرعت خودرو
دنده­ها تعویض می­شوند و بار موتور یا گشودگی دریچه­ی گاز کاهش می­یابد.

راننده، برای کاهش سرعت خودرو و متوقف کردن ان پایش را
از روی پدال گاز برمی­دارد و در صورت نیاز ترمز می­گیرد. جعبه دنده مبدل گشتاور را
خلاص می­کند و به صورت خودکار دنده معکوس می­رود و هنگامی که خودرو متوقف می­شود
جعبه دنده در دنده یک است. در این حالت به کلاچی که با پا به کار می­افتد نیازی
نیست. بکسوواد کردن مبدل گشتاور به موتور امکان می­دهد که وقتی جعبه دنده در دنده
است، درجا کار کند.

مبدل
گشتاور

6-4 –
ساختمان مبدل گشتاور

مبدل گشتاور (شکلهای 6-5 و 6-6) نوعی کوپلینگ
هیدرولیکی است. در این دستگاه از یک سیال (مانند روغن جعبه دنده­ی خودکار) و
روتورهای پره­دار برای انتقال توان از محوری به محور دیگر استفاده می­شود. مبدل
گشتاور با روغن جعبه دنده­ی خودکار پر می­شود. وقتی موتور روشن است، توان میل­لنگ،
از طریق این سیال، به محور ورودی جعبه دنده انتقال می­یابد (شکل 6-3).

در شکل 6-6 ساختمان مبدل گشتاور و نحوه­ی حرکت سیال در
آن نشان داده شده است. یک صفحه­ی محرک به توپی اتصال سر میل­لنگ متصل است. مجموعه­ی
مبدل گشتاور با پیچ مهره به این صفحه­ی محرک بسته می­شود. در داخل پوسته­ی مبدل
گشتاور، سه عضو وجود دارد. این عضوها عبارت­اند از پروانه، توربین و اسناتور.
پروانه رو توری پره­دار است که صفحه­ی محرک متصل می­شود. این عضو محرک مبدل گشتاور
است و همواره با دور موتور می­چرخد. توربین روتور پره­داری است که به محور ورودی
جعبه دنده متصل می­شود و عضو متحرک مبدل گشتاور است. وقتی مبدل گشتاور قفل نشده
باشد، توربین آهسته­تر از پروانه می­چرخد.

وقتی موتور روشن است، سیال بین پره­های پروانه، بر اثر
نیروی گریز از مرکز، به طرف بیرون رانده می­شود (شکل 6-6). این سیال به پره­های
توربین برخورد می­کند و آن را همراه با محور ورودی جعبه دنده که به ان متصل است،
به چرخش درمی­آورد. سپس پره­ها سیال را به مرکز توربین می­رانند و به سمت مرکز
پروانه باز می­گردانند.

6-
5 – استاتور

برای هرچه کارآمدتر شدن مبدل گشتاور، عضو سومی به نام
استاتور بین پروانه و توربین قرار می­دهند (شکلهای 6-6- و 6-7). استاتور پره­های
خمیده­ای دارد که جهت حرکت سیال را پس از خروج از توربین، تغییر می­دهند. در نتیجه
سیال از میان پروانه می­گذرد و سپس با نیروی کمکی به پره­های توربین فشار وارد می­آورد
و به چرخش آن کمک می­کند. نتیجه­ی این کار افزایش گشتاور در بعضی شرایط خاص است.

در شکل 6-8 طرز کار استاتور نشان داده شده است. تا
وقتی موتور روشن است سیال به­طورپیوسته به حرکت خود ادامه می­دهد. فشاری که سیال
پیوسته بر پره­های توربین وارد می­کند سبب افزایش گشتاور وارد بر توربین می­شود.
در بسیاری از مبدلهای گشتاور، گشتاور به بیش از دو برابر می­رسد. به ازای هر
نیوتون متر گشتاوری ه به مبدل گشتاور اعمال می­شود، توربین بیش از دو نیوتون متر
گشتاور به محور ورودی جعبه دنده تحویل می­دهد. این عمل را تقویت گشتاور می­نامند
(شکل 6-8 ج).

تقویت گشتاور برای شتاب­گیری لازم است و فقط هنگامی رخ
می­دهد که پروانه سریعتر از توربین می­چرخد.

بعضی از مبدلهای گشتاور استاتور مضاعف دارند (شکل
6-1). این نوع استاتور مانند استاتور ساده کار می­کند. اما تقویت گشتاور حاصل از
استاتور مضاعف در سرعتهای پایین بیشتر است.

6-6-
کلاچ یک طرفه­ی استاتور

وقتی خودرو به سرعت بهینه­ی رانندگی (سرعت گشت­زنی) می­رسد،
توربین شروع به «قاپیدن» پروانه می­کند. در این حالت اختلاف سرعت پروانه و توربین
کم می­شود. سیالی که توربین را ترک می­کند سرعتی تقریباً برابر با سرعت پروانه
دارد. اگر استاتور وجود نداشت این سیال مستقیماً وارد پروانه می­شد. در حقیقت پره­های
استاتور سر راه سیال قرار دارند. سیال به پشت پره­های استاتور برخورد می­کند.

برای آن که پره­های استاتور بتوانند از سر راه کنار
بروند، استاتور را روی یک کلاچ یک طرفه نصب می­کنند. کلاچ یک طرفه وسیله­ای
مکانیکی است که گشتاور را در یک جهت انتقال می­دهد و در جهت عکس آزادانه می­چرخد.
وقتی اختلاف سرعت پروانه و توربین زیاد باشد، سیالی که توربین را ترک می­کند سعی
دارد که استاتور را برعکس بچرخاند. در نتیجه کلاچ یک طرفه استاتور را به محورش قفل
می­کند (شکلکهای 6-7 و 6-8 ج). وقتی اختلاف سرعت ناچیز است، کلاچ آزاد می­شود و به
استاتور امکان می­دهد که آزادانه بچرخد (شکل 6-8 د). کلاچهای یک طرفه بر دو نوع­اند:
غلتکی و ساچمه­ای

1 – لاچ غلتکی
در شکل 6-9 ساختمان یک کلاچ یک طرفه­ی غلتکی نشان داده شده است. این کلاچ یک توپی،
یک حلقه­ی خارجی یا بادامک کلاچ و چند غلتک در شیارهای بادامک دارد. یک سر شیارها
باریکتر است. پشت غلتکها فنر تعبیه شده است. تا وقتی که پروانه از توربین سریعتر
می­چرخد، استاتور ثابت است. وقتی سیال به پره­ها برخورد می­کند، به استاتور نیز
نیرو وارد می­آورد و سعی می­کند که آن را در جهت عکس بچرخاند. در نتیجه غلتکها به
سر باریکتر شیارها می­غلتند و در آنجا گیر می­افتند و استاتور را به توپی قفل می­کنند.
وقتی سرعت توربین به سرعت پروانه نزدیک می­شود، غلتکها از سر باریکتر شیارها بیرون
می­غلتند و به طرف بهتر آن می­روند. در این حالت دیگر درگیری ایجاد نمی­شود و
استاتور می­تواند آزادنه بچرخد.

2 – کلاچ ساچمه­ای
ساچمه عنصر قفل­کننده­ای به شکل بادامک است که بین پوسته­های داخلی و حارجی قرار
می­گیرد (شکل 6-10). ساچمه­ها به وسیله­ی دو پنجره و فنرهای کوچک نگه داشته می­شوند.
وقتی به عمل استاتور نیاز نیست، پوسته­ی خارجی باز می­شود و استاتور آزادانه می­چرخد
(شکل 6-10 الف). وقتی سیال به پره­های استاتور می­خورد و سعی می­کند آن را برعکس
بچرخاند، ساچمه­ها بین پوسته­های داخلی و خارجی گیر می­افتند (شکل 6- 10 ب). در
نتیجه استاتور قفل می­شود.

6-7
– کلاچ مبدل گشتاور

در حین بهره­برداری عادی از خودرو، پروانه سریعتر از
توربین می­چرخد. این اختلاف سرعت نوعی بکسوواد کردن است. بکسوواد کردن سبب اتلاف
توان در مبدل گشتاور می­شود. بیشتر جعبه­دنده­های خودکار به کلاچی مجهزند که می­تواند
مبدل گشتاور را به صورت مکانیکی قفل کند و مانع بکسوواد کردن آن بشود. در نتیجه مصرف
سوخت کاهش می­یابد و دمای روغن جعبه دنده­ی خودکار پایین می­آید.

در شکل 6-11 یک مبدل گشتاور قفل­شونده نشان داده شده
است. در این مبدل گشتاور، مانند مبدلهای گشتاور غیرقفل­شونده، پروانه به پوسته
متصل است. توربین به محور ورودی جعبه دنده اتصال دارد. به علاوه مبدل گشتاور قفل­شونده
یک پیستون قفل­کن یا پیستون کلاچ دارد که با ماده­ای از جنس لنت ترمز پوشانده شده
است. پیستون یا صفحه به توپی توربین متصل است (شکل 6-12). فنرهای جداساز ضربه­ی
ناشی از درگیری مبدل گشتاور، در هنگام قفل شدن، را می­گیرند. وظیفه­ی دیگر آنها مستهلک
کردن ضربه­های توان رسیده از موتور در حین قفل شدن مبدل گشتاور است.

در شکل 6-12 طرز کار لاچ مبدل گشتاور نشان داده شده
است. وقتی پیستون کلاچ از پوسته­ی مبدل گشتاور آزاد می­شود (شکل 6-12 ب)، پیستون
همراه توربین می­چرخد. در این حالت مبدل گشتاور آزاد است و به همان ترتیبی کار می­کند
که در بخشهای پیش شرح داده شد. فشار روغن، پیستون کلاچ را از پوسته­ی مبدل گشتاور
جدا نگه می­دارد.

برای قفل کردن مبدل گشتاور، فشار روغن به پشت پیستون
وارد می­شود (شکل 6-12 ج). در نتیجه پیستون به پوسته فشرده می­شود و به پروانه را
به توربین قفل می­کند. توان از پوسته، از طریق پیستون به توپی توربین منتقل می­شود
و محور ورودی جعبه دنده را می­چرخاند. در نتیجه مبدل گشتاور به صورت واحدی یکپارچه
می­چرخد و بکسوواد نمی­کند تا توان در آن تلف شود.

6-8
– نحوه­ی کنترل کلاچ مبدل
گشتاور

در بیشتر خودروها، مدول کنترل الکترونیکی کلاچ مبدل
گشتاور را کنترل می­کند. در صورتی که شرایط برای قفل شدن مبدل گشتاور مهیا نباشد،
این عمل انجام نمی­شود.

وقتی شرایط برای قفل شدن مبدل گشتاور مهیا شد، مدول
کنترل الکترونیکی به سولنوئید کلاچ مبدل سیگنال می­دهد (شکلهای 6-1 و 6-4). در
نتیجه فشار روغن در یک طرف پیستون افزایش می­یابد. در همین زمان، روغن از بین
پیستون و پوسته بیرون می­زند. فشار اعمالی پیستون را به پوسته می­فشارد و مبدل
گشتاور قفل می­شود.

کلاچ مبدل گشتاور که توصیف شد به شیوه­ی الکترونیکی
کنترل می­شود، اما به صورت هیدرولیکی کار می­کند. بعضی از مبدلهای گشتاور کلاچ قفل­کننده­ی
گریز از مرکز دارند. نیروی گریز از مرکز سبب می­شود که کلاچ در سرعتهای از پیش
نعیین شده، به طورخودکار مبدل گشتاور را قفل و باز کند.

در بعضی از مبدلهای گشتاور و وظیفه­ی قفل کردن مبدل به
عهده­ی ی کلاچ روغنی است که مدول کنترل الکترونیکی آن را کنترل می­کند. کلاچ روغنی
با سیلیکونمایع پر می­شود. این نوع کلاچ اندکی بکسوواد می­کند تا در هنگام
درگیرشدن کلاچ مبدل گشتاور، به ویژه در سرعتهای کم، خودرو از جا نپرد.

زنجیر چرخ­دنده­های سیاره­ای

6-9
– چرخ­دنده­های سیاره­ای

اغلب چرخ­دنده­ها و جعبه­دنده­ها دیفرانسیل سرخود
خودکار یک یا چند دست چرخ­دنده­ی سیاره­ای دارند. یک دست چرخ­دنده­ی سیاره­ای ساده
(شکل 6-13) می­تواند هر یک از پنج وظیفه­ی زیر را انجام می­دهد:

1 – افزایش سرعت
با کاهش گشتاور (اوردرایو)

2 – کاهش سرعت
با افزایش گشتاور (آندردرایو یا کاهش)

3- انتقال مستقیم (محورهای ورودی و خروجی با سرعت
مساوی می­چرخند)

4 – معکوس کردن
جهت چرخش (دنده عقب)

5 – خلاص کردن
(جدا کردن محورهای ورودی و خروجی از یکدیگر)

یک دست چرخ­دنده­ی سیاره­ای ساده از سه عضو تشکیل می­شود
(شکل 6-13). این عضوها عبارت­اند از یک چرخ­دنده­ی داخلی یا رینگی، یک چرخ­دنده­ی
خورشیدی و یک سیاره­بر با دو یا چند پینیون سیاره­ای.

 

 

6-10 –
ترکیبهای چرخ­دنده­ی سیاره­ای

وقتی دو چرخ­دنده باهم درگیر می­شوند (شکل 2-5 )، در
جهت مخالف یکدیگر چرخند. برای آن که دو چرخ­دنده در یک جهت بچرخند باید چرخ­دنده­ی
سومی به نام چرخ­دنده­ی هرزگرد بین آنها قرار دهیم (شکل 2-11). چرخ­دنده­ی هرزگرد
اری انجام نمی­دهد و نقش آن تأمین حرکت دنده عقب خودرو در جعبه دنده­های دستی است
(فصل 2).

با استفاده از یک چرخ­دنده­ی کوچک خارجی که درون یک
چرخ­دنده­ی بزرگ داخلی قرار گرفته باشد (شکل 6-14 الف) نیز می­توان دو چرخ­دنده­ی
درگیر را به چرخش هم­جهت واداشت. با قرار دادن چرخ­دنده­ی دیگری در وسط و درگیر
کردن آن با چرخ­دنده­ی خارجی یک دست چرخ­دنده­ی سیاره­ای ساده ایجاد می­شود (شکل
6-14 ب).

چرخ­دنده­ی وسطی را خورشیدی می­نامند زیرا همه چیز در
پیرامون آن می­چرخد. چرخ­دنده­های خارجی که بین چرخ­دنده­ی خورشیدی و چرخ­دنده­ی
داخلی قرار دارند، پینیونهای سیاره­ای­اند. آنها دور چرخ­دنده­ی خورشیدی می­چرخند،
درست همان­طور که سیاره­ها دور خورشید می­چرخند. در شکل 6-14 (ب) دو پینیون سیاره­ای
نشان داده شده است. اغلب چرخ­دنده­های سیاره­ای سه یا چهار پینیون سیاره­ای دارند
(شکل 6-13). آنها روی محورهایی می­چرخند که بخشی از سیاره­بر هستند (شکلهای 5-8 و
6-13).

6-11
– طرز کار مجموعه چرخ­دنده­ی
سیاره­ای

اگر یک عضو از مجموعه چرخ­دنده­ی سیاره­ای ثابت نگه
داشته شود و عضو دیگر بچرخد، حاصل کار افزایش سرعت، کاهش سرعت، یا چرخش معکوس
خواهد بود. نتیجه­ی کار به این بستکی دارد که کدام عضو ثابت بماند و کدام عضو
بچرخد. در شکل 6-15 وضعیتهای مختلف یک مجموعه چرخ­دنده­ی ساده نشان داده شده است.
در ادامه­ی مطلب هر وضعیت را شرح می­دهیم.

1 – افزایش سرعت
1 سرعت هنگامی افزایش می­یابد که چرخ­دنده­ی خورشیدی ثابت بماند و سیاره­بر بچرخد.
وقتی سیاره­بر می­چرخد، پینیونهای سیاره­ای (که با چرخ­دنده­ی خورشیدی ثابت
درگیرند) روی محورهای خود می­چرخند. در شکل 6-16 نحوه­ی افزایش سرعت نشان داده شده
است. اگر محور پینیون سیاره­ای با سرعت 305 ره متر در ثانیه (1 فوت در ثانیه)
بچرخد، دندانه­های درگیر با چرخ­دنده­ی داخلی با سرعت 610 ره متر در ثانیه (2 فوت
در ثانیه) می­چرخند. در نتیجه چرخ­دنده­ی داخلی از سیاره­بر سریعتر می­چرخد و سرعت
افزایش می­یابد. این وضعیت در بعضی از جعبه­دنده­ها و جعبه­دنده­های
خودکار،اوردرایو دنده چهار را تأمین می­کند.

نسبت چرخ­دنده بین سیاره­بر و چرخ­دنده­ی داخلی را می­توان
با تغییر اندازه­ی چرخ­دنده­ها تغییر داد. در شکل 6-17 سیاره­بر 7 ره دور می­چرخد،
اما چرخ­دنده-ی داخلی را یک دور کامل می­چرخاند.

2 – افزایش سرعت
2 ترکیب دیگر ثابت نگه داشتن چرخ­دنده­ی داخلی و چرخاندن سیاره­بر است. در نتیجه­ی
این کار چرخ­دنده­ی خورشیدی سریعتر از سیاره­بر می­چرخد. در جعبه­دنده­های خودکار
معمولاً از این وضعیت استفاده نمی­شود.

3 – کاهش سرعت 1
اگر چرخ­دنده­ی داخلی بچرخد و چرخ­دنده­ی خورشیدی ثابت بماندف از چرخ­دنده­ی داخلی
آهسته­تر می­چرخد. این وضعیت دنده دو است.

4 – کاهش سرعت 2
اگر چرخ­دنده­ی داخلی ثابت بماند و چرخ دنده­ی خورشیدی بچرخد، سیاره­بر با سرعت
کمتری می­چرخد. پینیونهای سیاره­ای باید روی محورهای خود بچرخند. آنها باید در
داخل چرخ­دنده­ی داخلی حرکت کنند. وقتی پینیون می­چرخد، سیاره­بر نیز می­چرخد. اما
سرعت چرخش سیاره­بر از سرعت چرخ­دنده­ی خورشیدی کمتر است. این آرایش بیشترین
افزایش گشتاور را در پی دارد و غالباً برای دنده یک به کار می­رود.

5- دنده عقب 1 اگر سیاره­بر ثابت بماند و چرخ­دنده­ی
داخلی بچرخد، پینیونهای هرز می­گردند. آنها چرخ­دنده­ی خورشیدی را در جهت عکس چرخ­دنده­ی
داخلی و سریعتر از آن می­چرخانند. چون دنده عقب رفتن با سرعت زیاد به کار نمی­آید،
از این وضعیت برای دنده عقب رفتن استفاده نمی­شود.

6 – دنده عقب 2
در این حالت سیاره­بر ثابت می­ماند و خورشیدی می­چرخد. در این صورت چرخ­دنده­ی
داخلی در جهت عکس می­چرخد، اما سرعت آن از چرخ­دنده­ی خورشیدی کمتر است. برای دنده
عقب رفتن از این وضعیت استفاده می­شود.

7 – انتقال
سیستم اگر هر دو عضو به هم قفل شوند یا با سرعت مساوی چرخند، مجموعه چرخ­دنده­ی
سیاره­ای به صورت یک محور صلب عمل می­کند. بین محورهای ورودی و خروجی این مجموعه
هیچ تغییری در سرعت یا جهت پیش نمی­آید. نسبت چرخ­دنده 1:1 است. این وضعیت دنده
سهه یا انتقال مستقیم است.

8 – خلاص وقتی هیچ
کلاچی درگیر نیست و هیچ بست قفل­کننده­ای فعال نیست، هیچ یک از اعضای مجموعه چرخ­دنده­ی
سیاره­ای ثابت نمی­ماند. در این حالت هر سه عضو آزادند و مجموعه چرخ­دنده نمی­تواند
توان انتقال دهد. این وضعیت خلاص است. در این حالت باری بر موتور وارد نمی­شود و
می­توان استارت زد.

6-12
– انواع مجموعه چرخ­دنده­ی
سیاره­ای

مجموعه چرخ­دنده­ی سیاره­ای که در بالا شرح داده شده،
یک مجموعه­ی سیاره­ای ساده است (شکل 6-13). در جعبه­دنده­های خودکار از دو نوع
مجموعه چرخ­دنده­ی سیاره­ای دیگر هم استفاده می­شود.

1 – مجموعه چرخ­دنده­ی
سیاره­ای سیمپسون. این مجموعه چرخ­دنده دو دست پینیون سیاره­ای جداگانه دارد (شکل
6-18). هر دست از این پینیونها با چرخ­دنده­ی داخلی مربوز به خود درگیر می­شود.

2 – مجموعه چرخ­دنده­ی
سیاره­ای راونو (شکل 6-19). تین مجموعه یک چرخ­دنده­ی داخلی، دو دست پینیون سیاره­ای
(بلند و کوتاه)، دو چرخ­دنده­ی خورشیدی (جلو و عقب) و یک سیاره­بر دارد. این
مجموعه را مجموعه چرخ­دنده­ی سیاره­ای مرکب نیز می­نامند. مجموعه­ای مرکب با
آرایشهای دیگر نیز امکان­پذیر است. اما وضعیت و نحوه­ی انتقال گشتاور در آنها
مشابه است.

کنترل­گرهای
مجموعه چرخ­دنده­ی سیاره­ای

6-13 –
کنترل مجموعه چرخ­دنده­ی سیاره­ای

چرخ­دنده­های سیاره­ای به وسیله­ی پست قفل­کننده، کلاچ
یک طرفه و کلاچ چند صفحه­ای کنترل می­شوند. کلاچ یک طرفه به صورت خودکار عمل می­کند
و مانع چرخش معکوس می­شود. بسیاری از جعبه­دنده­های خودکار کلاچ یک طرفه دارند
(کلاچ کنترل دور در شکل 6-18) که سیاره­بر ثابت پشتی را در دنده یک نگه می­دارد.
این کلاچ به صورت خودکار و مانند کلاچ یک طرفه­ی استاتور عمل می­کند. کلاچ چند
صفحه­ای می­تواند درگیر شود و یک عضو را به حرکت درآورد یا ان را ثابت نگه دارد.
کلاچ چند صفحه­ای می­تواند دو عضو را نیز به هم قفل ند. در این وضعیت مجموعه چرخ­دنده­ی
سیاره­ای انتقال مستقیم انجام می­دهد.

بستهای قفل­کننده و کلاچهای چند صفحه­ای به وسیله­ی
فنر و فشار روغن کار می­کنند. یک پمپ روغن (شکلهای 6-3 و 6-4) که به وسیله­ی پوسته­ی
مبدل گشتاور به حرکت درمی­آید فشار روغن را تأمین می­کند. این پمپ به صورت پیوسته
روغن را از سینی زیر گیربکس می­کشد و آن را از یک فیلتر عبور می­دهد. روغن تحت
فشار به سیلندر پمپ گیربکس می­رسد. این سیلندر روغن تحت فشار را از راههای مناسب
به طرف بستهای قفل­کننده و کلاچهای چند صفحه­ای هدایت می­کند.

 

6-14 –
بست قفل­کننده و پمپ آن

در شکل 6-20 یک مجموعه چرخ­دنده­ی سیاره­ای با دو
وسیله­ی کنترل نشان داده شده است. این وسایل عبارت­اند از بست قفل­کننده و کلاچ
چند صفحه­ای. بست قفل­کننده در واقع کفشک ترمزی است که دور یک کاسه کلاچ فلزی می­پیچد.
بست قفل­کننده با ماده­ای از جنس لنت ترمز پوشانیده می­شود (شکل 6-21). وقتی بست
قفل­کننده روی کاسه کلاچ فشرده می­شود کاسه کلاچ و چرخ­دنده­ی خورشیدی از چرخش باز
می­ایستند و ثابت می­مانند. یک سر بست قفل­کننده به پوسته­ی جعبه دنده متصل است
(شکل 6-22). سر دیگر با یک پمپ ارتباط دارد. پمپ وسیله­ای در سیستم هیدرولیکی است
که فشار هیدرولیکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می­کند.

وقتی فشار هیدرولیکی (سیال تحت فشار) به پشت پیستون
پمپ هدایت می­شود، پیستون به حرکت درمی­آید (شکل 6-22). پیستون بر نیروی فنر پمپ
غلبه می­کند و به ضامن بست فشار وارد می­آورد. در نتیجه بست قفل­کننده به کار می­افتد.
حال اگر محور ورودی چرخ­دنده­ی داخلی را بچرخاند (شکل 6-20)، پینیونها با سرعت
کمتری در چرخ­دنده­ی داخلی حرکت می­کنند. در نتیجه سیاره­بر و محور خروجی با سرعت
کمتر، اما با گشتاور بیشتر می­چرخند.

شکل 6-23 نشان می­دهد که چگونه این وضعیت به کاهش سرعت
لازم برای دنده دو منتهی می­شود. کلاچ نشان داده شده کلاچ دنده جلو در شکل 6-18
است. این کلاچ درگیر می­شود تا محور ورودی را به چرخ­دنده­ی داخلی قفل کند. در
اغلب جعبه­دنده­ها این کلاچ در همه­ی دنده­های جلو درگیر است.

برای آزاد کردن بست قفل­کننده، فشارروغن از پشت پیستون
پمپ برداشته می­شود. در نتیجه فنر پمپ پیستون را عقب می­زند(شکل 6-22). در این
حالت معمولاً فشار روغن از پشت پیستون به جلو آن هدایت می­شود تا به فنر کمک کند.

 

6-15 –
کلاچ چند صفحه­ای

کلاچ چند صفحه­ای در داخل کاسه کلاچ قرار دارد (شکلهای
6-23 و 6- 24). چند صفحه کلاچ نیز در داخل کاسه کلاچ تعبیه شده است. این صفحه­ها،
یک درمیان، فولادی و اصطکاکی­اند. صفحه­های فولادی لُخت­اند، اما هر دو طرف صفحه­های
اصطکاکی لنت­کوبی شده است. صفحه­های فولادی با هزار خار به کاسه کلاچ متصل­اند.
صفحه­های فولادی با هزار خار به یک توپی در کلاچ متصل­اند. کاسه کلاچ و توپی به
عضوهای مختلفی متصل­اند تا مجموعه چرخ­دنده­ی سیاره­ای را کنترل کنند.

در شکل 6-25 کلاچ در وضعیت درگیر نشان داده شده است.
این شکل را با شکل 6-20 مقایسه کنید که همین کلاچ را در حالت خلاص نشان می­دهد. در
هر دو شکل، کاسه کلاچ به چرخ­دنده­ی خورشیدی متصل است. هزار خار سیاره­بر به منزله­ی
توپی کلاچ عمل می­کند.

برای درگیر کردن کلاچ، فشار روغن به پشت پیستون کلاچ
هدایت می­شود (شکلهای 6-24 و 6-25). در نتیجه پیستون به حرکت درمی­آید (شکلهای
6-24 و 6-25) و صفحه­ها را به هم می­فشارد. صفحه­ها چرخ­دنده­ی خورشیدی را به
سیاره­بر قفل می­کنند (شکل 6-25). در این حالت مجموعه چرخ­دنده­ی سیاره­ای به صورت
واحدی یکپارچه می­چرخد. وقتی فشار روغن برداشته می­شود، فنرهای برگشت­دهنده به کلاچ
کمک می­کنند تا به سرعت خلاص شود. سپس دو دسته صفحه کلاچ مستقل از هم می­چرخند.

سیستم
هیدرولیکی

6-16 –
کارکردهای سیستم هیدرولیکی

در شکل 6-26 سیستم هیدرولیکی کامل یک جعبه دنده­ی
خودکار پنج دنده نشان داده شده است. سیستم هیدرولیکی سیال تحت فشار لازم برای به کار
انداختن جعبه دنده­ی خودکار را تأمین می­کند. سیستم هیدرولیکی کارهای زیر را انجام
می­دهد:

1 – سیال را به مبدل گشتاور می­رساند.

2 – سیال تحت فشار را به سوی پمپ قفل­کننده و کلاچهای چند صفحه­ای هدایت می­کند.

3 – قطعات داخلی را روغنکاری می­کند.

4 – مبدل گشتاور و سایر قطعات متحرک را خنک می­کند.

انجام این چهار وظیفه امکان­پذیر است زیرا جعبه دنده­ی
خودکار با روغن جعبه دنده پر شده است. اگر مقدار روغن در جعبه دنده کافی نباشد،
آنگاه نمی­توان دنده عوض کرد و خودرو از جای خود حرکت نمی­کند. اجزای مهم سیستم
هیدرولیکی عبارتند از پمپ روغن، پمپهای بستهای قفل­کننده و کلاچهای چند صفحه­ای.
سایر اجزای مهم این سیستم عبارت­اند از پمپ سیلندر گاز و گاورنر که در بخشهای
آینده آنها را توصیف می­کنیم.

6-17
– روغن جعبه دنده­ی خودکار

روغن جعبه دنده­ی خودکار روغن مخصوصی است که ویسکوزیته­ی
آن با روغن موتور SAE20 تقریباً برابر است. این روغن مواد مختلفی از قبیل مواد افزایش­دهنده­ی
شاخص ویسکوزیته، مواد بازدارنده­ی اکسایش و خوردگی، عاملهای ضد کف و مقاوم در
برابر فشار زیاد، پاک کننده، پخش کننده، کاهش­دهنده­ی اصطکاک، کُندکننده­ی ریزش و
کاهش­دهنده­ی سیالیت در خود دارد. رنگ روغن جعبه­دنده­ی خودکار معمولاً سرخ است.
در نتیجه وقتی نشت کند به آسانی تشخیص داده می­شود.

چندین نوع روغن جعبه­دنده­ی خودکار وجود دارد. هر نوع
را چنان ترکیب کرده­اند که برای جعبه­دنده­ی معینی مناسب باشد. دکسرون II رایج­ترین روغن جعبه­دنده­ی خودکار است. نوع
F برای بعضی جعبه­دنده­های فورد
1982 و قدیمیتر از آن به کار می­رود. دکسرون IIE برای مصرف در بسیاری از جعبه­دنده­هایی که
سیستم کنترل الکترونیکی دارند توصیه می­شود. این نوع جعبه­دنده­ها برای تعویض
دنده، شیر انتخاب دنده و موتورهای رانشی با مجراهای کوچک عبور روغن دارند. روغن
جعبه­دنده­ی خودکار نباید در سرما خیلی سفت شود تا بتواند کار خود را درست انجام
دهد. ویسکوزیته­ی دکسرون IIE در سرما هم مناسب باقی می­ماند. از این روغت می­توان در جعبه­دنده­های
دیگری که روغن دکسرون II برای آنها توصیه شده است، نیز استفاده کرد.

6-18–  سردکن روغن
جعبه­دنده

هرگاه روغن جعبه­دنده­ی خودکار بیش از اندازه گرم شود
می­تواند به عضوهای اصطکاکی (بستهای قفل­کننده و کلاچهای چند صفحه­ای) جعبه­دنده
یا جعبه­دنده­ی دیفرانسیل سرخود خودکار آسیب برساند. گرما در مبدل گشتاور و سایر
اجزای متحرک ایجاد می­شود.

جعبه­دنده­ها و جعبه­دنده­های دیفرانسیل سرخود خودکار،
برای جلوگیری از داغ شدن روغن به دستگاه سردکن روغن جعبه دنده یا روغن سردکن
مجهزند (قسمت بالا و سمت چپ در شکل 6-26). روغن سردکن معمولاً لوله­ای است که در
کف یا بغل رادیاتور موتور قرار دارد. دمای آب موتور از دمای روغن جعبه­دنده­ی
خودکار کمتر است. وقتی روغن داغ جعبه­دنده از لوله می­گذرد، گرمای اضافی خود را به
آب رادیاتور می­دهد. لوله­های روغن سردکن به لوله­های فولادی بنزین شبیه­اند و
روغن را بین جعبه دنده و رادیاتور جابه­جا می­کنند.

بعضی از خودروها روغن سردکن کمکی دارند. روغن سردکن
کمکی یک مبادله­کن گرمای کوچک است که به رادیاتور شباهت دارد و ان را رادیاتور
روغن هم می­نامند. روغن سردکن کمکی معمولاً پیش از رادیاتور و به صورت متوالی با
لوله­ی روغن سردکن واقع در رادیاتور نصب می­شود. ابتدا روغن داغ از لوله­ی روغن
سردکن عبور می­کند. سپس وارد روغن سردکن کمکی می­شود. هوای آزاد که از اطراف روغن
سردکن کمکی می­گذرد گرمای اضافی روغن را می­گیرد و آن را خنک می­کند.

6-19 –
مدارهای پایه­ی کنترل هیدرولیکی

در شکل 6-27 یک سیستم هیدرولیکی ساده­ی جعبه­دنده­ی
خودکار نشان داده شده است. یک مجموعه چرخ­دنده­ی سیاره­ای و کلاچ چند صفحه­ای در
کاسه­ای قرار دارد که بستی آن را در برگرفته است. این سیستم هیدرولیکی، بسته به
نیاز عملیاتی بست را به کار می­اندازد و آزاد می­کند و کلاچ را درگیر و خلاص می­کند.

در شکل 6-27 برای کاهش سرعت، در حالی که کلاچ خلاص است
بست به کار می­افتد. فنر  پمپ بست به
پیستون فشار وارد می­کند تا بست را به کار بیندازد. در نتیجه چرخ­دنده­ی خورشیدی
ثابت نگه داشته می­شود. وقتی محور ورودی چرخ­دنده­ی داخلی را می­چرخاند، سیاره­بر
محور خروجی را با سرعت کمتری به چرخش درمی­آورد.

در شکل 6-27، برای تأمین وضعیت انتقال مستقیم، بست
آزاد و کلاچ درگیر می­شود. فشار روغن به جلو پیستون پمپ بست و پشت پیستون کلاچ
هدایت می­شود. وقتی پیستون حرکت می­کند بست آزاد و کلاچ درگیر می­شود. در نتیجه دو
عضو به یکدیگر قفل می­شوند. مجموعه چرخ­دنده­ی سیاره­ای به صورت واحدی یکپارچه می­چرخد
تا انتقال مستقیم انجام دهد.

تعداد چرخ­دنده­ها و کنترل­گرهای جعبه­دنده یا جعبه­دنده­ی
دیفرانسیل سرخود خودکار واقعی (شکلهای 6-3 و 6-4) بیش از آن است که در بالا گفته
شد. این چرخ­دنده­ها و کنترل­گرها تعویض خودکار همه­ی دنده­ها را برای رانندگی
امکان­پذیر می­کنند.

6-20
– آکومولاتور

به کار افتادن ناگهانی یک بست یا درگیر شدن یک کلاچ می­تواند
باعث بد عوض شدن دنده شود. برای جلوگیری از این وضعیت، معمولاً سیستم هیدرولیکی یک
آکومولاتور (انباره) دارد (شکل 6-26). آکومولاتور ضربه­ی ناشی از کار کلاچ و پمپ
بست قفل­کننده را می­گیرد. در نتیجه درگیر شدن کلاچ یا به کار افتادن بست به سرعت،
اما به نرمی انجام می­شود.

آکومولاتور اساساً مخزن روغنی است که به مدار
هیدرولیکی هر بست یا کلاچ متصل است. در داخل آکومولاتور فنر و پیستونی قرار دارد.
وقتی قرار است دنده عوض شود، فشار روغن به یک طرف پیستونآکومولاتور هدایت می­شود.
روغن به پیستون فشار وارد می­کند­ و پیستون بر نیروی فنر غلبه می­کند و طول سیلندر
را می­پیماید. فقط در این وضعیت است که تمام فشار روغن به کلاچ یا پمپ بست قفل­کننده
وارد می­شود. در نتیجه تعویض دنده به نرمی انجام می­گیرد.

6-21
– تنظیم زمانی تعویض دنده

منظور از تنظیم زمانی تعویض دنده کنترل زمان یا نقطه­ی
عوض شدن دنده است. کنترل­گرها ممکن است الکترونیکی یا هیدرولیکی باشند. در شکل 6-1
کنترل­گرهای الکترونیکی یک جعبه­دنده­ی خودکار پنج دنده نشان داده شده است. شکل
6-28 یک جعبه دنده­ی خودکار پنج دنده را نشان می­دهد که کنترل­گرهای هیدرولیکی
دارد. در شکل 6-26 سیستم هیدرولیکی کامل این جعبه دنده نشان داده شده است.

تنظیم زمان تعویض دده اصولاً به دو عامل وابسته است:

1 – سرعت موتور

2 – بار موتور
(یا میزان گشودگی دریچه­ی گاز).

این دو عامل – سرعت و بار – فشارهای متغیری ایجاد می­کنند که به دو سر شیر راه­دهنده (شکل 6-27) وارد
می­شود. در نتیجه ایت شیر به کار می­افتد و دنده عوض می­شود.

شیر راه­دهنده نوعی شیر ماسوره­ای است که در داخل یکی
از سوراخهای سیلندر پمپ گیربکس قرار دارد (شکلهای 6-27 و 6-28). شیر ماسوره­ای
میله­ای فلزی است که قطر آن متغیر است. این شیر جریان روغن را در مدار هیدرولیکی
کنترل می­کند. مقطع باریکتر شیار شیر و مقاطع کلفت سطح شیر است.

فشار در یک طرف شیر راه­دهنده از گاورنر می­آید (شکل
6-27). این فشار را فشار گاورنر می­نامند. فشار در طرف دیگر فشار دریچه­ی گاز است.
با تغییر وضعیت پدال گاز زیر پای راننده این فشار تغییر می­کند. فشار گاورنر و
فشار دریچه­ی گاز دو فشار اصلی هستند که تعویض دنده را از لحاظ زمانی کنترل می­کنند.

6-22
– فشار گاورنر

گاورنر (شکلهای 6-26 و 6-27) وسیله­ای حساس به سرعت
است که فشار هیدرولیکی را متناسب با سرعت محور خروجی تغییر می­دهد. فشار گاورنر
تعویض دنده را متناسب با سرعت خودرو کنترل می­کند. گاورنر را محور خروجی جعبه دنده
به حرکت درمی­آورد (شکل 6-28).

پمپ فشار اصلی (فشار لوله­ی اصلی در شکل 6-26) را به
گاورنر می­رساند. وقتی محور خروجی آهسته می­چرخد، نیروی گریز از مرکز تدثیر اندکی
بر وزنه­های گاورنر دارد (بالا و سمت راست در شکل 6-26). در این حالت گاورنر فشار
مختصری را به یک طرف شیر راه­دهنده وارد می­کند. با افزایش سرعت محور خروجی و
خودرو، وزنه­ها به طرف خارج متمایل می­شوند. در نتیجه شیر گاورنر بیشتر باز می­شود
و فشار گاورنر افزایش می­یابد. در شکل 6-26 وارد شدن فشار گاورنر به طرف چپ شیر
راه­دهنده­ی 2 به 3، شیر راه­دهنده­ی کلاچ مبدل، شیر راه­دهنده­ی 1 به 2 و شیر راه­دهنده­ی
3 به 4 نشان داده شده است.

6-23
– فشار دریچه­ی گاز

به طرف دیگر شیر راه­دهنده فشاری وارد می­شود که با
تغییر وضعیت دریچه­ی گاز موتور تغییر می­کند. این فشار را فشار دریچه یا فشار
دریچه­ی گاز می­نامند. این فشار متناسب با بار وارد بر موتور تغییر می­کند. میله­بندی
مکانیکی بین سیلندر و پمپ گیربکس سیگنال می­دهد. در شکل 6-26 حرکت پدال گاز سبب می­شود
که میله­بندی بر پیستون دریچه­ی گاز فشار وارد کند. فشار دریچه­ی گاز به طرف راست
شیرهای راه­دهنده وارد می­شود.

در بسیاری از جعبه­دنده­هاف یک شیر تعدیل که با خلاء
کار می­کندف فشار دریچه­ی گاز را تأمین می­کند. سیستم هیدرولیکی ساده شده در شکل
6-27 اساس کار شیر تعدیل یا تعدیل­کننده­ی خنثی را نشان می­دهد. فشار لوله­ی اصلی
روغن به شیر تعدیل می­رسد. وقتی مکش زیاد منفولید بنزین به دیافراگم  شیر تعدیل وارد می­شود، شیر ماسوره­ای را به
طرف راست می­کشد. در نتیجه مجرا بسته می­شود و فشار دریچه­ی گاز که به طرف چپ شیر
راه­دهنده را به طرف چپ می­راند. فشار اصلی روغن از شیار شیر راه­دهنده می­گذرد.
در شکل 6-27 فشار بست را آزاد و کلاچ را درگیر می­کند. در نتیجه مجموعه چرخ­دنده­ی
سیاره­ای قفل می­شود.

6-24
– کنترل تنظیم زمانی و
کیفیت تعویض دنده

دلیل اصلی تغییر فشار دریچه­ی گاز تعویض دنده، متناسب
با شرایط رانندگی است. هر دنده باید در زمان مناسب تعویض شود و تعویض از کیفیت
خوبی برخوردار باشد. وقتی خودرو شتاب می­گیرد، موتور گشتاور بالایی تولید می­کند.
رفتن به دنده­های بالاتر باید دیرتر (در دورهای بالاتر موتور) صورت گیرد. همچنین
فشار روغن بیشتری باید به طرف بست و کلاچها هدایت شود. اگر تعویض دنده با قشار
دریچه­ی گاز کنترل نشود، دنده زودهنگام تعویض می­شود و ممکن است بست یا کلاچها
بکسوواد کنند. این افزایش ناخواسته­ی دور موتور هنگامی رخ می­دهد که گشتاور وارد
شده بر بست یا کلاچ بیش از حد تحمل آنها باشد.

وقتی خودرو به سرعت بهینه می­رسد، موتور گشتاور کمتری
تولید می­کند. وقتی راننده پایش را کمتر روی پدال گاز می­فشارد، فشار دریچه­ی گاز
کاهش می­یابد. در این وضعیت دنده زودتر تعویض می­شود و فشار روغنی که به بستها و
کلاچها می­رسد کاهش می­یابد. در غیر این صورت دنده به نرمی عوض نمی­شود. بد عوض
شدن دنده نتیجه­ی عمل سریع و نامطلوب بست یا کلاچ است. وقتی راننده به حداکثر شتاب
نیاز دارد، پایش را تا آخر روی پدال گاز فشار می­دهد و جعبه دنده­ی خودکار دنده
معکوس می­رود.

6-25
– شیرهای هیدرولیکی و
سیلندر پمپ گیربکس

قطعه­ی فلزی ریختگی که دارای سوراخهایی است که بیشتر
شیرهای هیدرولیکی در آنها حرکت می­کنند سیلندر پمپ گیربکش نام دارد (شکل 6-28).
سیلندر پمپ گیربکس معمولاً در سینی زیر جعبه دنده قرار دارد و از طریق صفحه­ی
جداساز به پوسته­ی جعبه دنده متصل می­شود. سیلندر پمپ گیربکس چند مجرای عبور روغن
دارد که با حرکت شیرهای باز و بسته می­شوند. سیلندر پمپ گیربکس جریان و فشار روغن
را به طرف پمپ بست قفل­کننده، کلاچها و گاورنر هدایت یا از آنها دور می­کند کار
دیگر آن پر کردن مبدل گشتاور و به کار انداختن کلاچ مبدل گشتاور است.

کنترل تعویض دنده پیچیده­تر از آن است که در بالا شرح
داده شد. به همین سبب سیلندر پمپ گیربکس، علاوه بر شیرهای راه­دهنده، چندین شیر
ماسوره­ای چندکاره دارد. (شکل 6-26). شیرها به کمک فنر درست در دنده جای خود مستقر
می­شوند. فنرها و شیرهای راه­دهنده، به صورت خودکار و بسته به وضعیت رانندگی، دنده­ها
را تعویض می­کنند. شیرهای دیگر تعویض دنده را آسان می­سازند، فشار را تنظیم و زمان
دنده معکوس رفتن را تعیین می­کنند.

تنها شیر موجود در سیلندر پمپ گیربکس که راننده آن را
کنترل می­کند دستی است (در وسط شکل 6-26). این شیر به دسته دنده متصل است و وقتی
راننده دسته دنده را در وضعیت موردنظر قرار می­دهد این شیر به کار می­افتد. راننده
می­تواند وضعیت­های P (پارک)، R (دنده عقب)، N (خلاص)، D­4 (اوردرایو)، 3 ، 2 یا 1 را انتخاب کند. در
هر وضعیت شیر دستی به کار می­افتد. سپس شیارهای آن روغن را به شیرهایی می­فرستند
که تعویض دنده­ی موردنظر را انجام می­دهند.

6-26
– کنترل­گرهای استارت و
قفلهای مانع تعویض دنده

در خودرویی با جعبه دنده­ی دیفرانسیل سرخود خودکار،
استارت نمی­تواند موتورگردانی کند، مگر دسته دنده در وضعیت «خلاص» یا «پارک» باشد.
اگر موتور در وضعیتی شروع به گردش کند که جعبه دنده در دنده است، خودرو به صورت
ناگهانی به حرکت درمی­آید و ممکن است حادثه­ای رخ دهد.

استفاده از دو سیستم کنترل استارت رایج است. یکی از آنها
ترکیب مغزی سوئیچ و قفل فرمان است. این سیستم با دسته­دنده­ی بغل فرمان کار می­کند.
در سیستم دیگر از کلید ایمنی دنده خلاص استفاده می­شود. این سیستم با هر دو نوع
دسته دنده­ی بغل فرمان و کف اتاق کار می­کند.

کلید ایمنی دنده خلاص در همه­ی وضعیتها باز استف مگر در
وضعیتهای «پارک» و «خلاص». اگر دسته دنده در یکی از وضعیتهای دیگر باشد استارت کار
نمی­کند. با قرار دادن دسته دنده در وضعیتهای «پارک» یا «خلاص» کلید ایمنی دنده
خلاص وصل می­شود. در نتیجه با چرخاندن سوئیچ استارت به کار می­افتد.

بسیاری از خودروها به سیستم قفل دنده مجهزند. وقتی
خودرو به این سیستم مجهز باشد راننده نمی­تواند دسته دنده را از وضعیت «پارک»
بیرون بیاورد، مگر اینکه پدال ترمز را فشار دهد. در بعضی از خودروها برای بیرون
آوردن دسته دنده از وضعیت «خلاص» هم باید ترمز را فشار داد. برای بیرون کشیدن
سوئیچ از مغزی سوئیچ، دسته دنده باید در وضعیت «پارک» باشد. به علاوه قفل در بعضی
اتومبیلها خودکار است. وقتی راننده دسته دنده را به وضعیت «راندن» می­برد، همه­ی
درها به صورت خودکار قفل می­شوند. وقتی راننده دسته دنده را به وضعیت «پارک» باز
می­گرداند، قفل درها به صورت خودکار باز می­شود.

سیستم کنترل الکترونیکی

6-27 –
کنترل­گرهای الکترونیکی تعویض دنده

بعضی از جعبه دنده­ها و جعبه­دنده­های دیفرانسیل سرخود
خودکار سیستم کنترل الکترونیکی دارند. حسگرهایی سرایط بهره­برداری از خودرو، از
قبیل سرعت خودروف بار موتور و دمای آب خنک کننده­ی موتور را می­پایند. این اطلاعات
به مدول کنترل الکترونیکی فرستاده می­شود. مدول کنترل الکترونیکی ممکن است کنترل­گر
مجزای جعبه دنده یا جعبه دنده­ی دیفرانسیل سرخود باشد. خودروهای دیگر مدول کنترل
سیستم محرکه دارند. این مدول هم موتور و هم جعبه دنده یا جعبه دنده­ی دیفرانسیل
سرخود را کنترل می­کند (شکل 6-29).

مدول کنترل الکترونیکی، بر اساس اطلاعات دریافتی از
ورودیهای مختلف، تعیین می­کند که چه وقت (تنظیم زمانی) و چگونه (کیفیت) دنده باید
عوض شود. سیگنالهایی به شیرهای برقی انتخاب دنده که روی سیلندر پمپ گیربکس نصب می­شوند،
فرستاده می­شود. این شیرها مجراهای عبور روغن را باز و بسته می­کنند. در نتیجه
فشار روغن به پمپ بست قفل­کننده یا کلاچها می­رسد یا از پشت آنها برداشته می­شود.

در شکل 6-1 کنترل­گرهای الکترونیکی یک جعبه دنده­ی
خودکار پنج نده نشان داده است. در شکل 6-29 نیز کنترل­گرهای نظیر مورد استفاده در
جعبه دنده­ی دیفرانسیل سرخود خودکار نشان داده شده است. بسیاری از جعبه­دنده­ها و
جعبه­دنده­های دیفرانسیل سرخود که بصورت الکترونیکی کنترل می­شوند چهار شیر برقی
دارند. دو تا از آنها شیر انتخاب دنده­اند. شیر برقی سوم فشار لوله­ی اصلی روغن را
کنترل می­کند و با وجود آن دیگر به گاورنر، شیر تعدیل یا دریچه­ی گاز و میله­بندی
آن نیاز نیست. سیگنالی که از حسگر خروجی یا حشگر سرعت خودرو می­رسد (شکلهای 6-1 و
6-29) جای فشار گاورنر را می­گیرد. شیر برقی دیگری قفل شدن کلاچ مبدل گشتاور را
کنترل می­کند.

مدول کنترل سیستم محرکه بر اساس ورودیهایی که از حسگر
دمای آب، حسگر وضعیت دریچه­ی گاز و دیگر حسگرها دریافت می­کند. این شیرها را کنترل
می­کند. این حسگرها درباره­ی بار موتور و توان مورد نیاز راننده اطلاعاتی به مدول
کنترل سیستم محرکه در هنگام تعویض دنده موتور را ریتارد می­کند  جریان سوخت را کاهش می­دهد. به محض آن که دنده
عوض شد، توان موتور اعاده می­شود. این قابلیت به مدول کنترل سیستم محرکه کمک می­کند
تا در وصرتی که تعویض دنده در دورهای بالای موتور انجام شود، جعبه دنده صدمه
نبیند.

6-28-
شیرهای انتخاب دنده

با استفاده از دو شیر انتخاب دنده می­توان چهار ترکیب
برای کنترل تعویض دنده به دست آورد (شکل 6-30). هر شیر برقی یک پیستون دارد که با
قطع و وصل شدن سولنوئید به وسیله­ی مدول کنترل الکترونیکی بالا و پایین می­رود. در
نتیجه­ی این حرکت شیری که بر سر پینیون قرار دارد، دریچه­ای را در مجرای روغن باز
و بسته می­کند (شکل 6-31).

وقتی مدول کنترل الکترونیکی سولنوئید را وصل می­کند،
پیستون بالا کشیده می­شود. در نتیجه دریچه باز می­شود و فشار روغن که بر شیر راه­دهنده
وارد می­شد، از پشت شیر برداشته می­شود. در این حالت فنر شیر راه­دهنده شیر را به
حرکت درمی­آورد (شکل 6-31 الف). وقتی شیر راه­دهنده به کار می­افتد، مجرای روغن
پمپ بست قفل­کننده و کلاچها را باز می­کند تا دنده عوض شود. نتیجه­ی کار همان است
که قبلاً در مورد جعبه­دنده­های با سیستم کنترل هیدرولیکی شرح داده شد.

وقتی مدول کنترل الکترونیکی سولنوئید را قطع می­کند
(شکل 6-31 ب)، فنر سولنوئید پیستون را به طرف پایین می­راند. در نتیجه دریچه بسته
می­شود. در این حالت فشار روغن به جلو شیر راه­دهنده وارد می­شود. این فشار بر
نیروی فنر غلبه می­کند و به سمت چپ می­رود (شکل 6-31 ب). در نتیجه شیر راه­دهنده
فشار روغن را از طریق مجرای دیگری به طرف بستها و کلاچهای موردنظر هدایت می­کند.

سایر دنده­ها، خواه معکوس و خواه به طرف بالا، به همین
ترتیب تعویض می­شوند. مدول الکترونیکی زمان تعویض دنده را تعیین می­کند و سپس به
ترکیب مناسبی از سولنوئیدها سیگنال می­دهد. کنترل هیدرولیکی برای حالتهای «پارک»،
«خلاص» و «دنده عقب» با تغییر وضعیت دسته دنده و شیر دستی انجام می­شود. دنده
معکوس رفتن اجباری که حاصل تغییر وضعیت دادن دسته دنده است نیز قابل کنترل به شیوه­ی
هیدرولیکی است.

سایر
جعبه دنده­ها و جعبه­دنده­های دیفرانسیل سرخود خودکار

6-29 –
جعبه دنده­های خودکار با میل هرزگرد

بعضی جعبه­دنده­ها و جعبه­دنده­های دیفرانسیل سرخود
خودکار نظیر همتاهای دستی خود هستند. در این نوع جعبه­دنده­ها به جای چرخ­دنده­های
سیاره­ای و یک محور، از دو محور موازی با چرخ­دنده­های ساده و مارپیچی استفاده می­شود.این
محورها عبارت­اند از: محور اصلی و میل هرزگرد. در شکل 6-32 یک جعبه دنده­ی خودکار
چنج دنده با میل هرزگرد نشان داده شده است. این شکلرا با شکل 1-1 مقایسه کنید که
در آن سیستم محرک مشابهب با یک جعبه دنده­ی دستی شش دنده نشان داده شده است.

در جعبه­دنده­های خودکار با میل هرزگرد چرخ­دنده­های
روی محور اصلی همواره با چرخ­دنده­های روی میل هرزگرد درگیرند. در این نوع جعبه
دنده به جای کشویی از چهار کلاچ چند صفحه­ای استفاده می­شود. این کلاچها با فشار
روغن کارمی­کفند. نیمی از صفحه کلاچهای هر کلاچ با هزار خار به یک چرخ­دنده متصل­اند.
نیم دیگر با هزار خار به محور متصل­اند. وقتی کلاچها درگیر می­شوند، ترکیبهای
مختلفی از چرخ­دنده­ها به محورهای خود قفل می­شوند. توان از مبدل گشتاور، از طریق
محور اصلی به محور هرزگرد می­رسد و میل هرزگرد چرخ­دنده­های محرک نهایی را به چرخش
درمی­آورد.

بعضی از جعبه­دنده­ها و جعبه­دنده­های خودکار با میل
هرزگرد به صورت الکترونیکی کنترل می­شوند. این سیستم اساساً همان است که در بخش
6-27 توصیف شد. چهار شیر انتخاب دنده کلاچ مبدل گشتاوری و تعویض دنده را کنترل می­کند.
مدول الکترونیکی سولنوئیدها را قطع و وصل می­کند. برای تعویض دنده، مدول کنترل
الکترونیکی به سولنوئیدها سیگنال می­دهد. شیرهای سولنوئیدی باز و بسته می­شوند و
فشار روغن را به کلاچ موردنظر اعمال می­کنند.

6-30
– جعبه دنده­های پیوسته
متغیر

بعضی از اتومبیل­های کوچک جعبه دنده یا جعبه دنده­ی
دیفرانسیل سرخود پیوسته متغیر دارند. در این نوع جعبه دنده از یک تسمه­ی فولادی
استفاده می­شود که روی یک جفت فلکه با پهنای متغیر می­افتد تا نسبتهای چرخ­دنده را
تغییر دهد. در شکل 6-33 یک جعبه دنده­ی دیفرانسیل سرخود پیوسته متغیر نشان داده
شده است. نسبتهای فلکه با تغییر سرعت خودرو و بار موتور تغییر می­کند. در نتیجه
موتور می­تواند با دور ثابت­تر و نزدیک به بازده حداکثر خودکار کند. نسبت فلکه را
سیستم کنترل هیدرولیکی تغییر می­دهد. در این نوع جعبه دنده از مبدل گشتاور استفاده
نمی­شود.

برای حرکت رو به جلو، کلاچ دنده جلو چرخ­دنده­ی
خورشیدی و سیاره­بر را به یکدگیر قفل می­کند. برای دنده عقب رفتن، کلاچ دنده عقب
دنده کرانویل را به پوسته قفل می­کند. در نتیجه پینیونهای سیاره­ای چرخ­دنده­ی
خورشیدی و محور خروجی را در جهت عکس می­چرخانند. توزیع نسبت چرخ­دنده در این سیستم
تقریباً مشابه توزیع نسبت چرخ­دنده در یک جعبه دنده یا جعبه دنده­ی دیفرانسیل
سرخود دستی شش یا هفت دنده است. بعضی از جعبه­دنده­ها و جعبه­دنده­های دیفرانسیل
سرخود پیوسته متغیر به صورت الکترونیکی کنترل می­شوند.

شکل 6- 34 نشان می­دهد که چگونه وضعیت تسمه و پهنای
فلکه نسبت چرخ­دنده را تغییر می­دهد. وقتی تسمه در نزدیکی وسط فلکه­ی ورودی و
نزدیکی لبه­ی فلکه­ی خروجی می­چرخد (شکل 6-34 الف)، نسبت پایینی حاصل می­شود. وقتی
تسمه در نزدیکی لبه­ی فلکه­ی ورودی و نزدیکی وسط فلکه­ی خروجی می­افتد، نسبت
بالایی حاصل می­شود. با تغییر پهنای شیار فلکه محل تسمه تغییر می­کند. طرف مخروطی
شکل یک فلکه به سمت راست داخل و یک طرف فلکه­ی دیگر به طرف خارج حرکت می­کند. در
نتیجه پهنای فلکه­ها و نسبت چرخ­دنده تغییر می­کند.    ­

 

 

 

 

 

 

 

رضاشیرزاد ; ۸:٠٠ ‎ق.ظ ; سه‌شنبه ٢٥ امرداد ۱۳٩٠