اصطلاحات :
شير دستي ، سوپاپ دستي ،سوپاپ تعويض دنده دستي (Manual valve):شير ماسوره اي در سيلندر پمپ يك جعبه دنده خودكار كه راننده از طريق ميله بندي ، با دست آن را به كار مي اندازد سوپاپ راه دهنده ، شير راه دهنده (Shift valve) : در جعبه دنده خودكار ، شيري كه امكان تعويض دنده و تغيير نسبت چرخ دنده را فراهم مي آورد سيلندر پمپ گيربكس ، محفظه سوپاپ ،جعبه سوپاپ (Valve body) : قطعه ريخته گري نصب شده در سيني زير گيربكس كه بيشتر شير هاي جعبه دنده خودكار هيدروليكي در آن قرار دارد .
موقعي كه گيربكس را در حالت اوردرايو قرار مي دهيم ، بسياري از قسمت ها بايد وصل و قطع شود. حامل سياره اي به وسيله كلاچ به پوسته تورك كنورتور وصل مي شود . دنده خورشيدي كوچك به وسيله يك كلاچ از توربين جدا مي شود ( قطع مي شود ) بنابراين آن مي تواند خلاص بچرخد ، دنده خورشيدي بزرگ توسط باند نگه داشته مي شود ( ثابت ) . بنابراين آن نمي تواند بچرخد. هر بار كه دسته دنده را فشار مي دهيم يك سري از اتفاقات با درگير شدن و آزاد شدن كلاچ ها و باندها ي مختلف رخ مي دهد . بيايد نگاهي به باندها داشته باشيم .
باند ها
در اين گيربكس دو باند وجود دارد . باندها در يك گيربكس معمولاً فولادي هستند ، كه به دور بخشي از دستگاه چرخ دنده هاي انتقال توان (دارم كلاچ ) پيچده مي شوند ، و به پوسته متصل شده اند . آنها توسط سيلندر هاي هيدروليك در داخل گيربكس به كار انداخته مي شوند .
در شكل زير شما مي توانيد دو پيستون كه باند ها را به كار مي اندازند را ببينيد . فشار هيدروليكي كه توسط مجموعه از سوپاپ به سيلندر وارد مي شود ، عامل حركت پيستون و وارد كردن فشار به باند است ، كه قسمت هاي از دستگاه چرخ دنده ها را قفل مي كند . كلاچ در اين گيربكس اندكي پيچيده تر هستند . در اين گيربكس چهار كلاچ وجود دارد . براي درگير كردن اين كلاچ ، فشار روغن به پشت پيستون كلاچ هدايت مي شود و در نتيجه پيستون به حركت در مي آيد و صفحه ها را به هم مي فشارد .
فنر ها اطمينان حاصل مي كنند كه وقتي فشار كاهش مي يابد كلاچ ها آزاد شوند . شما در شكل زير مي توانيد پيستون و درام كلاچ را ببينيد . به واشر لاستيكي پيستون توجه كنيد ، اين يكي از قطعاتي است كه در موقعي كه شما گيربكس را تعميير مي كنيد بايد تعويض بشوند .
وقتي كه شما خودرو را در وضعيت پارك قرار مي دهيد :
آن ممكن است شبيه يك چيز ساده اي كه گيربكس را قفل مي كند باشد و آن را از چرخش باز دارد . اما واقعاً نيازمند يك سري مقرارت پيچيده براي اين مكانيسم است . ·شما بايد قادر باشيد آن را آزاد كنيد موقعي كه ماشين بر روي تپه (سربالاي) است . ·شما بايد بتوانيد اين مكانيسم را درگير كنيد حتي اگر اهرم با دنده در يك راستا(تنظيم) نباشد .
وقتي كه درگير است، تا اندازه اي مانع از پريدن اهرم و آزاد شدن آن مي شود . اين مكانيسمي است كه همه اين موارد را نسبتاً مرتب انجام مي دهد . اجازه دهيد ابتدا به بعضي از قسمت هاي آن نگاهي داشته باشيم
شفت خروجي گيربكس:
شيارهاي مربعي شكل توسط مكانيسم پارك قفل درگير مي شوند و مانع حركت ماشين مي شوند . مكانيسم قفل دنده پارك ، دندانه هاي روي شفت خروجي را براي ثابت نگه داشتن خودرو، درگير مي كند . اين بخشي از گيربكس است كه به ميل گاردان وصل شده است . بنابراين با نچرخيدن ( ثابت بودن ) اين بخش مانع حركت خودرو مي شود .
در شكل زير شما برآمدگي مكانيسم پارك قفل را درداخل پوسته مي ببينيد ، جايي كه دنده ها در داخل آن قرار گرفته است . به سمت مخروطي شكل آن توجه كنيد . آن به آزاد شدن قفل پارك ، موقعي كه شما در سربالايي پارك كرده ايد كمك مي كند . نيروي حاصل از وزن خودرو به بيرون آمدن ( فشار وارد مي كند تا مكانيسم پارك قفل آزاد شود ) مكانيسم پارك قفل كمك مي كند . به دليل زاويه دار بودن مخروطي شكل .
اين ميله به يك كابل وصل شده كه توسط دسته دنده در داخل خودرو شما به كار انداخته مي شود
موقعي كه دسته دنده در حالت پارك قرار دارد ميله بر خلاف فنر بوش مخروطي كوچك را فشار مي دهد . وقتي مكانيسم پارك قفل در يك راستا باشد ( تنظيم باشد ) به منظور اين كه آن بتواند يكي از شيار ها در بخش خروجي دنده متوقف شود . بوش مخروطي شكل ، مكانيسم را به سمت پايين فشار خواهد داد . اگر مكانيسم در يكي از نقاط مهم در خروجي در يك راستا (تنظيم ) باشد . بنابراين فنر بر روي بوش مخروطي فشرده خواهد شد ، اما اهرم در اين حالت قفل نخواهد شد تا اين كه خودرو كمي حركت كند و دندانه ها به درستي همراستا ( تنظيم ) شود . آن بايد كمي حركت كند تا اين كه دندانه ها همراستا بشوند تا جايي كه مكانيسم قفل پارك بتواند در آن حالت متوقف شود . به دليل مذكور در برخي موقع وقتي كه ما پايمان را از روي پدال ترمز بر مي داريم خودرو اندكي حركت مي كند .
n سيستم هيدروليك ، پمپ و گاورنر:
سيستم هيدروليك
گيربكس اتوماتيك در خودرو شما چندين وظيفه دارد . شما ممكن است نفهميد كه چطور آن از راههاي بسيار متفاوت عمل مي كند . براي نمونه برخي ويژگي هاي كه يك گيربكس اتوماتيك دارد :
اگر ماشين در حالت اورداريو (در گيربكس هاي چهار دنده)باشد.گيربكس دنده اي مبني بر سرعت وسيله نقليه و موقيت پدال گاز انتخاب ميكند. ·اگر شما به آرامي شتاب بگيريد ، تغير دنده با سرعت كمتري نسبت به موقعي است كه شما با تمام گاز شتاب بگيريد. ·اگر پدال گاز را رها كنيم ،گيربكس به دنده بعدي پائيني تعويض مي شود. ·اگر شما اهرم دنده رادر حالت دنده پائين تر قرار دهيد ،گير بكس تغيرمكان خواهد داد(تعويض خواهد شد)مگر اينكه سرعت خودرو سريعتر ازسرعت دنده انتخابي باشد.اگر سرعت خودرو خيلي زياد باشدبايد صبر كنيد تا سرعت آن كم شود و بعد از آن دنده تعويض شود(به دنده پايين). ·اگر شما گيربكس را در حالت دنده 2 قرار دهيد،افزايش و كاهش سرعت بيش از دنده 2 را نخواهيم داشت و هرگز به طور كامل نخواهد ايستاد مگر اينكه دسته دنده را تغير دهيم.
شما احتمالا ً پيشتر برخي قسمت هاي شبيه به آن را ديده ايد.اين واقعا ً مغز گيربكس هاي اتوماتيك است. آن تمام وظايف را مديريت مي كند.گذرگاه هاي مسير روغن را در قسمت هاي متفاوت گيربكس مي توانيد ببينيد.گذر گاه ها در داخل فلز قالب ريزي شده اند كه راه مناسبي براي افزايش بازده مسير هاي روغن هستند. بدون آنها شيلنگ هاي زيادي براي وصل كردن قسمت هاي مختلف گيربكس به همديگر لازم است. ابتدا ما در مورد قسمت هاي اصلي سيستم هيدروليك بحث خواهيم كرد و بعدا ً خواهيم ديد كه چطور آنها با يكديگر كار مي كنند.
پمپ :
گيربكس هاي اتوماتيك يك پمپ جالبي دارند كه پمپ دنده اي ناميده مي شود. پمپ معمولا ً در درپوش گير بكس قرار دارد. آن روغن را از مخزن (كارتر) پايين گيربكس مي كشد و سيستم هيدروليك را تغذيه مي كند. آن هم چنين كولر گيربكس و تورك كنورتور را تغذيه مي كند.
دنده داخلي پمپ به پوسته تورك كنورتور متصل شده بنابراين آن با همان سرعت موتور مي چرخد. دنده بيروني توسط دنده داخلي چرخانده مي شود و به عنوان دنده چرخان،روغن از مخزن(كارتر) از يك طرف هلالي به بالا كشيده مي شود و با فشار بيشتر از سمت ديگر وارد سيستم هيدروليك مي شود.
گاورنر :
گاورنر يك سوپاپ هوشمند است كه به گيربكس در خودرو شما مي گويد چقدر سريع برود. آن به شفت خروجي گيربكس وصل شده است ، بنابراين موقعي كه خودرو سريعتر حركت مي كند، گاورنر سريعتر مي چرخد.در داخل گاورنر يك سوپاپ با فنر بار گذاري شده است،كه آن را متناسب با اينكه گاورنر چقدر تند مي چرخد،باز مي كند. بنابراين موقعي كه گاورنر تند مي چرخد، سوپاپ زياد باز مي شود.پمپ ، روغن براي گاورنر را از طريق شفت خروجي تغذيه مي كند.
موقعي كه خودرو سريع تر حركت مي كند سوپاپ گاورنر بيشتر باز مي شودو به روغن اجازه مي دهد كه با فشار بيشتر از ميان آن عبور كند.
سوپاپ ها و مدولاتور ها:
براي تغيير دنده به طور مناسب در گيربكس هاي اتوماتيك بايد بدانيد كه موتور با چه قدرتي(گشتاوري) كار مي كند. دو راه براي انجام آن وجود دارد.برخي خودرو ها يك كابل اتصال ساده دارند كه به سوپاپ دريجه گاز در گيربكس وصل شده است. وقتي كه پدال گاز بيشتر فشرده ميشود ،فشار بيشتري به سوپاپ دريجه گاز اعمال مي شود.در برخي خودرو هاي ديگر از خلاء مدولاتور براي وارد كردن فشار به سوپاپ دريچه گاز استفاده مي شود. مدولاتور فشار منيفولد را حس مي كند.(كه وقتي موتور زير بار بيشتري قرار دارد افت مي كند)
شير دستي(سوپاپ تعويض دنده دستي)چيزي است كه دسته دنده وصل شده است. آن به دنده اي كه انتخاب مي شود بستگي دارد، سوپاپ دستي مدارات هيدروليكي كه مانع درگيري دنده هاي ديگر مي شود را تغذيه مي كند، براي نمونه، اگر دسته دنده را در دنده 3 قرار دهيد،آن مدارات هيدروليكي كه مانع درگيري اور درايو مي شود را تغذيه مي كند. سوپاپ راه دهنده (شير راه دهنده) فشار هيدروليكي لازم براي باند ها و كلاچ ها را براي در گيري هر دنده تهيه مي كند.
سيلندر پمپ گيربكس (محفظه سوپاپ ، جعبه سوپاپ)در گيربكس شامل چند سوپاپ راه دهنده است. سوپاپ راه دهنده ، زماني كه يك دنده به دنده بعدي تغيير كند را معلوم مي كند.براي نمونه از دنده 1 به 2 (سوپاپ راه دهنده، زماني كه دنده 1 به دنده 2 تغير مي يابد را معلوم مي كند.) سوپاپ راه دهنده از يك طرف تحد فشار،روغني كه از سمت گاورنر مي آيد و از سمت ديگر تحت فشار سوپاپ دريچه گاز قرار دارد. آنها توسط روغني كه از پمپ فرستاده مي شود و تاٌمين مي شوند و وارد يكي از دو مدار براي كنترل دنده اي كه خودرو با آن در حال حركت است مي شود .
اگر خودرو به سرعت شتاب بگيرد ، سوپاپ تعويض (شير راه دهنده )، تعويض دنده را به تاخير خواهد انداخت . اگر خودرو به آرامي شتاب بگيرد ، تعويض دنده در سرعت پايين اتفاق مي افتد . بنابراين وقتي سرعت خودرو افزايش مي يابد ،فشارهاي از طرف گاورنر ايجاد مي شود . فشار اعمالي به سوپاپ تعويض ( شير راه دهنده ) زياد مي شود تا وقتي كه مسير دنده 1 بسته شود و مسير دنده 2 باز شود . وقتي خودرو با گاز كم در حال سرعت گرفتن است سوپاپ دريچه گاز فشار زيادي را بر خلاف سوپاپ راه دهنده اعمال نمي كند .
وقتي خودرو به سرعت شتاب مي گيرد سوپاپ دريچه گاز فشار بيشتري را بر خلاف شير راه دهنده اعمال مي كند . اين به اين معني است فشاري كه از گاونرمي آيد بايد بالا باشد ( بنابراين سرعت وسيله نقليه بايد بيشتر باشد ) قبل از اين كه سوپاپ راه دهنده به اندازه كافي حركت كند تا دنده 2 را درگير كند .
هر سوپاپ تعويض در دامنه مخصوصي از فشار عكس العمل نشان مي دهد، بنابراين وقتي كه ماشين با سرعت حركت مي كند ، سوپاپ دنده2 را به 3 تغيير مي دهد ،زيرا فشاري كه از طرف گاورنر اعمال مي شود به اندازه كافي زياد است كه سوپاپ را فشار دهد . (حركت دهد)
گيربكس هاي كنترل الكترونيكي
گيربكس هاي كنترل الكترونيكي كه در بعضي از خودروهاي جديد ظاهر شد ، هنوز از هيدروليك براي به كار انداختن كلاچ و باندها استفاده مي كند ، اما هر مدار هيدروليك توسط يك سولونوئيد الكتريكي كنترل مي شود . كه باعث ساده شدن لوله كشي در گيربكس مي شود و به طرحهاي كنترلي بسيار پيشرفته اجازه مي دهد .
ما در بخش قبلي بعضي از استراتژي هاي كنترل را كه به صورت مكانيكي فعاليت هاي گيربكس را كنترل مي كنند را ديديم . گيربكس هاي كنترل الكترونيكي طرحهاي كنترلي بسيار پيچيده اي دارند . كه علاو ه بر نشان دادن سرعت وسيله نقليه و موقعيت دريچه گاز ،كنترل گر هاي گيربكس سرعت موتور را نيز نشان مي دهد ، اگر پدال ترمز فشار داده شده باشد و حتي سيستم ترمز ضد قفل را هم نشان مي دهد . استفاده از اين اطلاعات و يك استراتژي كنترل پيشرفته بر اساس يك منطق مبهم است . يعني روش برنامه ريزي سيستم هاي كنترل بر مبناي استدلالات انساني است .گيربكس هاي كنترل الكترونيكي كارهاي مانند زير را مي توانند انجام دهند :
تعويض دنده به طور اتوماتيك ( به دنده پايين ) در سراشيبي براي كنترل سرعت و كاهش سايش لنت هاي ترمز . تعويض دنده ( به سمت بالا و افزايش سرعت ) موقعي كه در يك سطح لغزنده ترمز مي كنيد ، براي كاهش گشتاور ترمزي اعمال شده توسط موتور . جلو گيري از افزايش سرعت موقعي كه در جاده هاي مارپيچ رانندگي مي كنيد .
بيايد در مورد ويژگي آخر بحث كنيم ، يعني جلو گيري از افزايش سرعت موقعي كه در يك جاده مارپيچي مي پيچيد . اجازه دهيد بگوييم كه شما در يك سر بالاي كه يك جاده كوهستاني مارپيچ است رانندگي مي كنيد . وقتي شما در قسمت راست جاده رانندگي مي كنيد گيربكس دنده را به 2 تعويض مي كند كه به شما شتاب كافي و قدرت بالا روي دهد . وقتي شما وارد يك جاده مارپيچ مي شويد ، پدال گاز را رها مي كنيد و احتمالاً ترمز مي كنيد . بيشتر گيربكس ها دنده را به 3 تعويض خواهند كرد يا حتي اوردرايو ، موقعي كه شما پايتان را از پدال گاز برداشته ايد . سپس وقتي در مارپيچ شتابتان را كم مي كنيد ، آنها دوباره دنده را به سمت پايين تعويض مي كنند . اما اگر شما با يك خودرو داري گيربكس دستي رانندگي كنيد احتمالا به همان دنده به رانندگي خود ادامه مي دهيد . بعضي از گيربكس هاي اتوماتيك با سيستم كنترل پيشرفته مي توانند اين وضعيت را آشكار سازند ، بعد از اين كه شما دو تا از پيچ ها را بپيچيد ، مي فهمند كه دنده را به دنده بالا تر تعويض نكند .
ساختمان گيربكس شامل 6 قسمت اصلي مي باشد :
n كانورتر
n پمپ هيدروليك گيربكس
n مكانيزمي كه توسط واحد هيدروليك فعال مي شود (آموزش مكانيك خودرو مجموعه دنده سياره اي ها و كلاچ ها وترمزها(
n ديفرانسيل معمولي
n دنده كاهنده كه رابط بين ديفرانسيل وگيربكس مي باشد (پنيون)
كامپيوتر هيدروليكي ومدارهاي روغن و ECU و سنسورها