گیربکس (gear box) در لغت به معنای جعبه دنده است. گیربکس یکی از اساسی ترین اجزای تمامی خودروهاست و می‌توان گفت که حرکت و کار کردن خودرو بدون سیستم گیربکس غیر ممکن است. در ادامه این نوشته قصد داریم به طور کامل وظیفه، ویژگی‌ها و انواع آن را به طور کامل توضیح دهیم.
وظیفۀ گیربکس چیست؟
به زبان ساده وظیفه اصلی گیربکس این است که قدرت نیروی تولیدی توسط موتور را کنترل کند و به دست راننده بسپارد. به بیان دیگر این سیستم به خودرو کمک می‌کند تا بدون بالارفتن دور موتور خودرو به سرعتی که مدنظر راننده است برسد.
علاوه بر موردی که ذکر شد، وظیفه گیربکس شامل موارد دیگری نیز می‌شود که این وظایف به شرح زیر است:
- کنترل سرعت: با سبک و سنگین کردن دنده در مواقع خاص، راننده می‌تواند سرعت خودرو را کنترل کند.
- انتقال قدرت به چرخها: این قطعه قدرت تولیدی را از موتور پیشران با سرعت‌های مختلف به گیربکس منتقل می‌کند. این فرآیند موجب کاهش مصرف سوخت و بهبود عملکرد خودرو می‌شود.
- افزایش گشتاور: سیستم گیربکس، گشتاور تولیدی خودرو را چندبرابر می‌کند و در نتیجه قدرت بیشتری به چرخها منتقل می‌شود. این کار موجب می‌شود تا خودرو در مسیرها سراشیبی مشکلی برای حرکت نداشته باشد.
- تنظیم جهت حرکت خودرو: به کمک جعبه دنده می‌توان جهت حرکت خودرو را رو به جلو و و به سمت عقب کنترل کرد. به راحتی می‌توان با کاکرد درست جعبه دنده با خودرو به صورت معکوس و رو به عقب حرکت کرد.
- کارکردن موتور خودرو در هنگام توقف: گاهی اوقات رانندگان خودرو قصد دارند که بدون حرکت کردن خودرو فقط موتور آن را روشن کنند. متوقف کردن چرخ‌های خودرو از وظایف سیستم گیربکس است.
انواع گیربکس
به طور کلی گیربکس خودرو به دو دسته اتوماتیک و دستی تقسیم می‌شود. امروزه خودروهای مدرن در دنیا با سیستم گیربکس اتوماتیک طراحی می‌شوند. زیرا این سیستم از محبوبیت نسبتا بالایی در میان صاحبان خودرو برخوردار است. اما سیستم جعبه دنده دستی نیز طرفداران خاص خود را دارد و تولیدات انبوهی از هر دو سیستم توسط برندهای مختلف در سراسر دنیا انجام می‌شود. در ادامه به بررسی این دو سیستم با توجه به مزایا و معایب آنها خواهیم پرداخت.
گیربکس دستی
سیستم گیربکس دستی به این صورت است که نیاز به درگیری کلاچ با موتور دارد که با فشاردادن پدال آن توسط راننده اتفاق می‌دهد. علاوه بر این تعویض کردن دنده نیز به صورت دستی و به کمک دسته دنده اتفاق می‌افتد. یکی از مهمترین مسائلی که جز نکات منفی جعبۀ دنده نیز به شمار می‌رود این است که فشاردادن و رها کردن کلاچ در هنگام رانندگی های طولانی و ترافیک های سنگین و تعویض کردن دنده می‌تواند موجب کلافگی و خستگی راننده شود.
از طرفی نکته مثبت جعبه دستی این است که راننده کنترل خود را کاملا در دست داشته و با توجه به تمایل خود، می‌تواند سرعت اتومبیل را افزایش یا کاهش دهد.
گیربکس اتوماتیک
گیربکس اتومات دارای یکی از پیچیده ترین سیستم ها از نظر عملکردی می باشد. از آنجایی که ما هر روز از خودرو خود به راحتی استفاده می کنیم، عملکرد یک ماشین که دارای گیربکس اتوماتیک است، ساده به نظر می رسد. اما سیستم گیربکس اتوماتیک بسیار پیچیده است. بر خلاف سیستم گیربکس دستی، در سیستم اتوماتیک پدال کلاچ وجود ندارد. در این سیستم راننده کار چندان پیچیده‌ای ندارد، زیرا سیستم جعبه دنده اتوماتیک متناسب با میزان گاز تعویض دنده را انجام می‌دهد. به بیان دیگر تعویض دنده زمانی رخ می‌دهد که موتور به تعداد دور مناسبی در دقیقه(RPM) برسد. همانطور که گفته شد یکی از مهمترین مزایای این سیستم، راحتی بیشتر راننده هنگام رانندگی است. اما از طرفی قیمت بالاتر این نوع خودروها نسبت به خودروهای سیستم دستی و از طرفی هزینه بالای تعمیر و نگهداری این نوع سیستم جعبه دنده از معایت آن به شمار می‌رود.
اجزای تشکیل دهنده جعبه دنده
گیربکس دستی از اجزای مختلفی تشکیل شده است که اصلی ترین این اجزا به شرح زیر است:
محورها
- محور کلاچ یا شافت ورودی: این محور که با نام دیگر آن شافت کلاچ است، محور محرک جعبه دنده به حساب می‌آید. اتصال این محور به صورت یکپارچه به چرخ دنده‌ای در بخش ورودی پوسته گیربکس است و از با کمک کلاچ با موتور خودرو در ارتباط است.
- محور اصلی یا شافت خروجی: محور اصلی که به شافت خروجی نیز معروف است. این محور با کمک چرخ دنده‌ها و یاتاقان‌ها ارتباط مستقیمی با شافت وسط یا محور زیر دارد و نیروی تبدیل شده در گیربکس را به طرف میل گاردان و یا دیفرانسیل هدایت می‌کند. تعدادی چرخ دنده روی این محور تعبیه شده که قطرهای گوناگونی داشته و یکپارچه نیستند و به کمک یاتاقان‌ها روی محور حرمت دورانی دارند. این حرکت به دلیل درگیرشدن آنها با جرخ دنده‌های شافت واسط اتفاق می‌افتد.
دیگر اجزای داخلی
- بیرینگ گیربکس یا یاتاقان: بیرینگ جعبه دنده یا چرخ دهنده هماهنگ کننده، در لایه داخلی دندانه دار تعبیه شده و با حرکتی کشویی به سمت چرخ دنده مناسب رفته و با چفت شدن با آن، باعث فعالیتش می‌شود.
- دستۀ دنده: قسمت بیرونی سیستم گیربکس شامل دستۀ دنده می‌شود. در اتومبیل‌های راننده با کمک این قسمت دندۀ خودرو در مواقع نیاز به راحتی می‌تواند تنظیم کند. در خودروهای اتوماتیک به صورت خودکار انجام می‌شود.
- میل ماهک: میل ماهک در واقع نقش پل ارتباطی بین دسته دنده و جعبه دنده را دارد. وقتی راننده، دنده خودرو جابجا می‌کند، جابحایی توسط تعدادی میل ماهک به سیستم گیربکس منتقل می‌شود.
- ماهک: وقتی نیروی از سمت راننده به میل ماهک اعمال می‌شود. حرکت ماهک کشویی دنده را درگیر کرده و چرخ دنده مورد نظر فعال می‌شود.
- کشویی دنده: این قطعه شامل دو شیار است که در یکی از آنها ماهک و در سمت دیگر دندۀ برنجی و یاتاقان قرار می‌گیرد. این قطعه باید دندۀ انتخاب شده را به مدار انتقال دهد. کشویی روی دنده یا توپی، حرکت رفت و برگشت را انجام می‌دهد.
- دندۀ برنجی: برای این درگیری بین دندۀ های کشویی و یاتاقان های گیربکس ظریف و سریع صورت بگیرد، از دندۀ برنجی استفاده می‌شود. ساختار این قطعه فلزی و حلقه است. فرم دندانه‌ای این قطعه موجب اتصال بهتر با یاتاقان جعبه دنده می‌شود.
- عایق نشت یا کاسه نمد: این قطعه باید که از ورود گرد و غبار و دیگر آلودگی‌ها به یاتاقان‌ها و روغن درون آنها جلوگیری کند.
- پمپ گیربکس: فرآوری فشار روغن مورد نیاز گیربکس توسط پمپ صورت می‌گیرد. این جزء جعبه دنده در قسمت جلو گیربکس قرار دارد. مستقیما با گلوی توربین و خود توربین با فلایویل به میل لنگ موتور اتصال دارد. با شروع کار موتور، پمپ گیربکس به حرکت درآمده و فشار روغن را تامین می‌کند.
مغز متفکر سیستم
ساعت گیربکس یا کنترل ولو: با کمک روغن، این قسمت تمامی روند و کارهای سیستم گیربکس را کنترل می‌کند و می‌توان گفت که به نوعی مغز متفکر جعبه دنده به حساب می‌آید. این قسمت از پوسته ای که تمامی کانال های روغن بر روی آن تعبیه شده استفاده می‌شود. همچنین با کمک حرکت و تعویض مکان سوپاپ ها باعث تنظیم فشار روغن، فرستادن روغن به کلاچ‌ها، توربین و سروها می‌شود که نتیجۀ تعویض دنده در زمان درست و استاندارد است که این کار موجب بهبود عملکرد گیربکس می‌شود.
