گیربکس اتوماتیک چگونه کار میکند؟

همه خودرو ها یا از گیربکس اتوماتیک استفاده می کنند یا از گیربکس دستی، تفاوت عمده این دو نوع گیربکس در نوع تعویض دنده آنها است. در گیربکس های اتومات عمل تعویض دنده به صورت اتومات انجام میشود و نیاز به تعویض دنده به صورت دستی نیست.

نحوه کار گیربکس اتوماتیک چگونه است؟

نحوه کار گیربکس های اتوماتیک به این صورت است که نیرو را از موتور خودرو دریافت کرده و آن را به صورت افزایش قدرت و سرعت به دیفرانسیل و چرخ ها انتقال میدهند.اغلب گیربکس های اتوماتیک ظاهری شبیه شکل زیر دارند.

اجزا گیربکس اتوماتیک

گیربکس های اتومات از بخش های زیر تشکیل شده اند:

• مبدل گشتاور (توربین، روغن گیربکس و … )
• کامپیوتر مرکزی (ECU)، شیرهای برقی یا سنولوئید
• کلاچ گیربکس اتوماتیک
• چرخ دنده های گیربکس اتوماتیک

گیربکس اتوماتیک از حسگرها برای تعیین زمان تغییر دنده ها استفاده می کند و آنها را با فشار روغن داخلی تغییر می دهد. در حالی که اجزای بی شماری در گیربکس های اتومات  وجود دارد و عملکرد آن کمی پیچیده تر از گیربکس دستی است، اما مولفه های اصلی آن مبدل گشتاور و چرخ دنده های سیاره ای هستند.

جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره نحوه نگهداری این گیربکس توصیه می کنیم مقاله نکات مهم در نگهداری گیربکس اتوماتیک را مطالعه کنید.

انواع گیربکس اتوماتیک

احتمالا تاکنون اسم گیربکس های اتوماتیک را بسیار شنیده اید. در واقع گیربکس اتوماتیک تنظیم سرعت با دور موتور خودرو را به عهده دارد و دیگر دردسرهای کلاچ‌ گرفتن و تعویض دنده در این گیربکس ها وجود ندارد. گیربکس هایی که خودکار هستند به سیاره ای معروف اند: این نوع گیربکس از مورد استفاده ترین انواع گیربکس در خودروسازی می باشند که برای انتقال نیرو از چرخ‌ دنده‌ های خورشیدی سیاره‌ ای استفاده می‌ کنند.

کلاچ اتوماتیک آن‌ هیدرولیکی می باشد و سیستم کنترلی جداگانه ای را دارد که در گذشته این نوع گیربکس‌ ها به‌ صورت ۳ یا ۴ سرعته تولید می‌ شد، اما امروزه خودروهای لوکس یا اسپرت با گیربکس AT با ۹ سرعت هم در کارخانه های تولید خودرو، تولید می شوند و در بازار های جهانی ارائه می شوند.

گیربکس های ای تی ام: این نوع گیربکس همان گیربکس دستی می باشد که با راه‌ حل های مدرن و جدید تغییر پیدا کرده و به علت همین موضوع به جعبه دنده AMT به اتوماتیک تبدیل شده است که این نوع گیربکس مزایای دستی را به‌همراه راحتی گیربکس های اتوماتیک دارد.

گیربکس های سی وی تی که به صورت متغیر یا پیوسته هستند: این نوع گیربکس محبوبیت  بسیار زیادی در صنعت خودروسازی دارد زیرا تعویض دنده در این نوع گیربکس به‌ طور مداوم و پشت سر هم انجام می‌ شود و فاصله‌ بین تعویض دنده‌ ها معمولا احساس نمی‌ شوند که در جعبه دنده CVT از چرخ‌ دنده، سیاره‌ ای و … خبری نیست.

به‌ جای آن‌ ها از دو پولی ورودی و پولی خروجی و یک تسمه پلیمری و یا فلزی برای انتقال قدرت استفاده شده است که کاربرد های زیادی دارند.  این کار بر مبنای آن دو پولی مخروطی شکل شیب‌ دار با یک تسمه رابط است که محور های جداگانه ای دارد و دور آنها به‌ طور دورانی حرکت می‌ کنند.

از قابلیت های عالی این گیربکس می‌ توان به کاهش مصرف سوخت تا ۱۸ درصد به‌ نسبت جعبه‌ دنده‌ های اتوماتیک معمولی، انتقال قدرت عالی و بی‌ وقفه به موتور، کارایی دینامیکی بالا، شتاب‌ گیری بسیار خوب، کارکرد بهینه دور موتور به‌ صورت تمام مدت اشاره کرد.

گیربکس های دی سی تی یا دو کلاچه: به این نوع جعبه دنده‌ ها را نیمه‌ خودکار می‌ گویند که کمی شبیه به جعبه‌ دنده دستی است. با این تفاوت که دو گیربکس تکی است که هر کدام به کلاچ جداگانه خود متصل هستند و برای قطع و وصل نمون نیرو از دو محور چرخ‌ دنده‌ های فرد و زوج استفاده شده است که چرخ‌ دنده‌ های زوج روی یک محور تک با یک کلاچ مجزا و چرخ دنده‌ های فرد بر روی محوری دیگر با کلاچ جداگانه در یک مجموعه کامل قرار می‌ گیرند.

همچنین این مدل گیربکس در حالت تمام خودکار کار می‌ کند که امکان تعویض دنده دستی را هم برای راننده امکان‌ پذیر می‌ کند از این مدل گیربکس که در دو نوع ۵ و ۶ سرعته است در خودرو های بسیار لوکس و اسپرت استفاده می‌ شود و به‌ تازگی مدل ۷ سرعته آن در اتومبیل‌ های مسابقه‌ ای استفاده می شود.

گیربکس های نیمه اتوماتیک: اسم دیگر این مدل گیربکس منومتیک است که تعویض دنده راحت‌ تر از نوع دستی و بهتر از مدل خودکار را دارد و در جعبه‌ دنده نیمه خودکار تعویض دنده به‌ طور خودکار انجام می‌شود. ولی درعین‌ حال راننده می‌ تواند دنده‌ ها را نسبت به شیب‌ مسیر کم و زیاد کند.

اجزای اصلی گیربکس های اتوماتیک

نقش هیدرولیک در جعبه دنده اتوماتیک: گیربکس های اتوماتیک  در اصل یک مدار هیدرولیک بزرگ و پیچیده هستند و هر مدل آن  مدار متفاوتی ایجاد می کند. اما همه آنها به همان شیوه  مستقیم عمل می کنند و هر سیستم هیدرولیک  دارای اجزای اصلی خودش است مانند:

• پمپ ها
• مایع هت
• حمل مایعات برای خطوط
• شیرهایی برای کنترل کردن
• دستگاه هایی که خروجی هستند.

نقش ECU و سنسور ها در جعبه دنده اتوماتیک: ای سی یو برای انجام وظایف خودش به اطلاعات زیادی نیاز دارد و این اطلاعات را از طریق سنسور ها دریافت می‌ کند. هر سنسور وظیفه اعلام وضعیت یک بخش از خودرو را به عهده دارد که این قطعات کوچک شرایط بخش‌ های گوناگون خودرو را به ای سی یو گزارش می‌کنند و برنامه‌ هایی که از قبل در ای سی یو قرار داده شده اند، دستورات را به صورت سیگنال‌ هایی به عمل کننده‌ های خودرو ارسال می‌ کند.

نقش پمپ در جعبه دنده اتوماتیک: جایگاه پمپ در جلوی گیربکس است و با استارت زدن موتور شروع به کار می کند و پمپ برای تامین کردن فشار روغن به حرکت در می آید.

کلاچ و ترمز چند صفحه ای: کلاچ قطعه رابط بین موتور و گیربکس می باشد و این قطعه برقراری اتصال بین موتور و گیربکس و قطع این اتصال را در مواقع مختلف ایجاد می‌ کند و مزیت اصلی این قطعه  مکانیکی انتقال نیرو می باشد و کنترل این انتقال را نیز انجام می دهد به این معنا که به وسیله کلاچ انتقال نیرو و توقف یا شروع حرکت کنترل می‌شود.

 بنابراین شما حرکت کنترل کننده ای با خودرو خود خواهید داشت. همچنین کلاچ هم‌ زمان میزان انتقال نیرو و زمان آن را نیز می تواند تنظیم کند که در واقع کلاچ ضمن انتقال حرکت از یک شفت به شفت دیگر، انتقال نیرو را نیز مدیریت شده انجام می دهد. بر همین اساس می‌ توان وظایف کلاچ را به  موارد زیر تقسیم‌ بندی کرد:

• تعویض کردن دنده خودرو
• خلاص کردن خودرو و قطع کردن ارتباط با گیربکس
• اتصال بین موتور و گیربکس و برقرار کردن امکان انتقال نیرو بین موتور و گیربکس.

کلاچ چند صفحه ای: این نوع از  کلاچ ها، دارای صفحات کلاچ متعددی هستند که برای انتقال نیرو از شفت موتور به شفت انتقال، استفاده می شوند و علاوه بر این موارد کلاچ های چند صفحه‌ ای به دو دسته تقسیم می شوند، کلاچ های خشک و کلاچ های مرطوب.

کلاچی که در داخل حمام روغن کار می‌کند، کلاچ مرطوب گفته می شود و از سوی دیگر، یک کلاچ خشک، بدون استفاده از روغن کار می کند.

مبدل گشتاور گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟

در مبدل گشتاور دو مبدل فن شکل وجود دارد که پر از مایع انتقال است. یک پروانه ، که به میل لنگ موتور وصل اشده است ، و یک توربین ، به شافت ورودی گیرنده متصل است.

 با چرخش موتور پروانه ، تیغه های آن سیال را به حرکت در می آورند ، که به نوبه خود باعث چرخش توربین می شود. مایع در یک حلقه بسته حرکت می کند.

در بین پروانه و توربین استاتور قرار دارد که به هدایت حرکت سیال کمک می کند.  هنگامی که گاز خودرو را به سرعت فشار می دهید، مایع توربین را سریعتر حرکت می دهد تا انرژی بیشتری را از طریق گیرنده ارسال کند. با کاهش سرعت خودرو حرکت سیال کند می شود، توربین از چرخیدن متوقف می شود و موتور می تواند بدون ایستادن بیکار باشد.

توربین و پروانه سرعت متفاوتی دارند و پروانه همیشه سریعتر می چرخد. بیشتر خودروها از مبدل قفل استفاده می کنند که دارای یک کلاچ مکانیکی است که به طور موقت دو مؤلفه را با سرعت بالاتر به هم متصل می کند تا به بهبود مصرف سوخت کمک کند.

چرخ دنده های گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کنند؟

پس از انتقال نیرو به شافت ورودی انتقال ، زمان آن رسیده است که چرخ دنده های سیاره ای کارهای خود را انجام دهند. این نام از طرز ترتیب قرارگیری آنها آمده است. دنده مرکزی  که به آن دنده خورشید گفته می شود ، در حالی که چرخ دنده های کوچکتر سیاره ای در اطراف آن می چرخند ، در حلقه ای به نام حامل سیاره نگه داشته می شوند. یک حلقه دنده بزرگ دندانه دار همه آنها را احاطه کرده و با چرخ دنده های سیاره ای در حامل خود پیچیده شده است.

به جای استفاده از چرخ دنده جداگانه برای هر چرخ دنده ، سرعت های مختلف انتقال از طریق ترکیب دنده ها حاصل می شود. صحبت ما در اینجا بیشتر معطوف چرخ دنده سیاره ای است.این نوع چرخ دنده از سه جزء اصلی تشکیل شده است

۱. چرخ‌دنده‌ی خورشیدی

۲. چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای و صفحه‌ی حامل آن‌ها

۳. چرخ‌دنده‌ی داخلی (رینگی)

از ترکیب این چرخ دنده ها میتوان تمام نسبت های دنده ای مختلف را ایجاد کرد.در دنده های مختلف هر کدام از این چرخ دنده ها میتواند متحرک،محرک یا ثابت باشد.

با ایجاد نسبت های مختلف دنده ، گیربکس نیرو را از موتور می گیرد و آن را در مسیر خود به شافت خروجی که قدرت را به سمت چرخ ها ارسال می کند افزایش یا کاهش می دهد. قدرت ارسال شده توسط گیرنده مستقیم به چرخ ها نمی رود. زیرا قدرت با توجه به سرعت های مختلف باید تغییر کند. وطیفه تقسیم قدرت و ارسال مقدار مناسب به چرخ ها بر عهده دیفرانسیل است.دیفرانسیل در محور جلوی خودرو بسته میشود و از طریق محور انتقال نیرو با گیربکس در اراتباط است.