جعبه دنده­ها و جعبه دنده­های دیفرانسیل سرخود دستی

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 کر

/ 0 نظر / 59 بازدید