معرفی و شیوه کار جعبه دنده دستی در خودرو

اسب بخار/ در اين متن قصد دارم شيوه کار جعبه دنده دستي و مزيت آن را به زبان ساده بيان کنم و تمام تلاش خود را کردم تا براي هر فرد، قابل درک باشد. اميدوارم اين نوشته بتواند سهمي در درک درست شما از جعبه دنده دستي که بسيار رايج است، و اکثر مردم در ايران با آن سروکار دارند، داشته باشد و فهم يکي از مبهم ترين قسمت هاي انتقال قدرت را آسان کرده باشد. وظيفه جعبه دنده در انتقال قدرت: پس از تبديل انرژي شيميايي سوخت به انرژي مکانيکي در سيلندرها، قسمتي مورد نياز است که بتواند قدرت حاصل از موتور را متناسب با نياز خودرو به ديفرانسيل، سپس به پلوس‌ها و در نهايت به چرخ ها انتقال دهد. اين قسمت با نام جعبه دنده (گيربکس) موظف است قدرت دريافتي را با تغيير سهم گشتاور و سرعت که حاصل ضرب آن ها برابر با قدرت دريافتي از موتور است (سرعت x گشتاور= قدرت) را با توجه به شرايط خودرو به چرخ ها انتقال دهد. جعبه دنده دستي چه گونه کار مي‌کند؟ شايد اين پرسش در نگاه نخست براي شما مهم نباشد اما هر وقت شما شيوه کار يک دستگاه را بدانيد بي شک با احتياط بيش تر از آن استفاده مي‌کنيد و با آگاهي بيش تر نسبت به مکانيزم آن، با آن رفتار مي کنيد و اين احتياط باعث مي شود احتمال بروز خرابي کم تر شود. در اين نوع جعبه دنده قسمت هاي اصلي مانند تعدادي چرخ‌دنده (به نوع و کاربرد خودرو بستگي دارد)، شفت ورودي، شفت خروجي و شفت هرزگرد وظيفه تغيير سهم گشتاور و سرعت را، در قدرت دريافتي دارند. اين تغيير سهم به گونه اي است که در ابتداي حرکت ما به نيروي (گشتاور) بيش تري نياز داريم و جعبه دنده اين نيرو را با کاهش سرعت به چرخ‌ها منتقل مي کند. هر چه دنده زياد مي‌شود نيروي گشتاور کم مي شود و بر سرعت شفت خروجي اضافه مي شود و اين افزايش سرعت تا جايي پيش مي رود که حتا سرعت شفت خروجي از سرعت شفت ورودي نيز بيش تر مي شود (over drive). (در زمان هايي که دنده درگير است، قدرت ورودي به جعبه دنده با قدرت خروجي از آن برابر است.) هنگامي که موتور روشن مي شود شفت ورودي و دنده متصل به آن شروع به چرخش مي کند ‌‌‌‌و اين چرخش به شفت هرزگرد منتقل مي شود، در اين لحظه با تغيير وضعيت دنده از خلاص به يک، ماهک مربوط به دنده يک و دو، چرخ دنده دنده يک را که با چرخ دنده مربوط به خود در شفت هرزگرد هم سرعت شده است (هنگامي که عمل کلاچ گيري انجام مي‌شود گير بکس به حالت خلاص در مي‌آيد و باعث هم سرعت شدن چرخ‌دنده‌ها مي‌شود)، متصل مي‌کند و قدرت با کاهش دور و افزايش گشتاور به شفت خروجي منتقل مي شود و به چرخ ها مي رسد. اين افزايش گشتاور و کاهش دور مربوط به قطر چرخ دنده هاي درگير است، طوري که: (قطر‌چرخ‌دنده۲)/(قطر‌چرخ‌دنده۱)×(قطر‌چرخ‌دنده۴)/(قطر‌چرخ‌دنده۳)=(گشتاور‌خروجي)/(گشتاور‌ورودي) در دنده دو کسر اول تغييري نمي‌کند اما اندازه کسر دوم کاهش مي يابد که باعث نزديک شدن گشتاور خروجي به گشتاور ورودي مي شود اين رويه همين طور ادامه مي يابد تا اين که در دنده ۵، گشتاور خروجي از ورودي کم تر شده و شفت خروجي با سرعت بيش تري نسبت به شفت ورودي مي چرخد، جعبه دنده نيز با ايجاد اين تغييرات در نسبت گشتاور‌ها نياز خودرو را در شرايط گوناگون رفع مي‌کند. در دنده عقب، چرخ دنده شماره ۶ (چرخ دلاله) از يک قسمت با چرخ دنده شماره۵ و از قسمت ديگر با چرخ دنده شماره ۷ درگير است (چرخ دنده شماره ۵ و ۷ به طور مستقيم با يکديگر در تماس نيستند). اين چرخ دنده مياني (۶) جهت چرخش را معکوس مي کند و باعث مي شود در حالت دنده عقب (R) حرکت خودرو خلاف جهت شود. نوع پيشرفته اين نوع جعبه دنده AMT است، که فرآيند کلاچ گيري و تعويض دنده به صورت اتوماتيک انجام مي شود و به دليل سادگي و شباهت زياد به جعبه دنده دستي هزينه تعمير و نگهداري آن کم تر از نوع خورشيدي (AT) است. بهترين زمان براي تعويض دنده چه زماني است؟ (Gear Shifting) براي بسياري از رانندگاني که خودروي آن ها مجهز به جعبه دنده دستي است، مهم است که چه زماني تعويض دنده صورت گيرد تا هم بتوانند گشتاور خوبي از موتور بگيرند و هم مصرف سوخت کم تري داشته باشند. البته جواب اين پرسش بستگي به شرايط وزني خودرو، آب و هوا، خاموش يا روشن بودن تهويه و… دارد، اما چند مورد از اين حالت ها را که رايج تر است مورد بررسي قرار مي دهم. بهترين زمان براي تعويض دنده در رانندگي شهري يا در کل رانندگي عادي بستگي به نوع موتور و سيستم انتقال قدرت دارد، از اين رو براي هر موتور زمان اين عمل متفاوت است اما به طور کلي براي اين که بتوانيم تا حد ممکن کم ترين مصرف سوخت و بيش ترين گشتاور را داشته باشيم بايد حداقل دورموتور ما بالاتر از ۳۰۰۰rpm و کم تر از ۵۰۰۰rpm باشد تا بتوانيم بيش ترين گشتاور (هر چه گشتاور بيش تر باشد شتاب نيز بيش تر مي شود) و کم ترين مصرف سوخت را داشته باشيم. البته در زمان تعويض دنده بهينه لزوماً بيش ترين توان را از موتور نمي گيريم زيرا بيش ترين توان حاصل از موتور در دورهاي بالاي ۵۰۰۰rpm (اين مقدار براي هر خودرو متفاوت است براي مثال بيش ترين توان موتور TU5 در ۵۸۰۰rpm دريافت مي شود) به دست مي‌آيد که در رانندگي شهري نيازي به دريافت بيش ترين توان نيست بلکه بيش ترين گشتاور يا شتاب مورد نياز است. بهتر است با توجه به نمودار توان – گشتاور – دورموتور و يافتن نقطه‌اي که در آن دور، موتور بيش ترين گشتاور را به دست مي دهد زمان مناسب براي تعويض دنده را بيابيم.که البته همه اين اطلاعات ممکن است با تغيير شرايط تغيير کند، به عنوان مثال هنگامي که تهويه روشن است يا زماني که در شيب سربالا در حال حرکت هستيم بهتر است دنده را در دورهاي بالاتري نسبت به حالت عادي عوض کنيم و يا اگر در سرازيري ها ديرتر عمل تعويض صورت مي گيرد تا از افزايش سرعت خودرو جلوگيري شود تا به اصطلاح «خودرو از دست راننده در نره» و از ترمزگيري بيش از اندازه جلوگيري شود. در نهايت، يک راننده زماني بهترين نحوه تعويض دنده را مي‌فهمد که تجربه اش زياد شود و حرفه اي باشد زيرا شرايط انتخاب زمان مناسب براي تعويض دنده به حدي بالاست که فقط با تجربه مي‌تواند بهترين زمان را، با توجه به موقعيتي که در آن قرار مي‌گيرد، انتخاب کند. ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد