رفتن به مطلب

چرخ دنده ها دراتومبیل و سيستم vdg ابداعي براي ارتقاي جعبه دنده‌ها


ارسال های توصیه شده

يك خودرو، هنگام حركت در مسيري مشخص، تحت شرايطي متفاوت از لحاظ اندازه و جهت نيروهاي جانبي وارده برآن قرار مي‌گيرد. اقتضاي هر يك از اين شرايط، مقادير مختلف نيرويي است كه بايد از موتور به چرخ‌ها منتقل شود. مثلاً در يك جاده با شيب مثبت (سربالايي) علاوه بر نيروي اصطكاك سطحي ناشي از ميكروجوش‌هاي ايجاد شده ميان لايه‌هاي بيروني مولكول‌هاي چرخ و سطح جاده و نيز اصطكاك شاري حاصل از مقاومت مولكول‌هاي هوا در برابر حركت و نيز نيروي گرانش زمين كه شتابي در خلاف جهت حركت ايجاد مي‌كند، قراردارد . در چنين شرايطي، موتور بايد نيروي لازم براي غلبه بر اصطكاك و نيز نيرويي براي خنثي كردن نيروي گرانش را ايجاد كند تا با توليد برايندي مثبت از نيروها، خودرو را قادر به ادامه مسير سازد. براي روشن‌تر شدن موضوع، اجازه بدهيد چند حالت مختلف را بررسي كنيم.

1. خودرويي را در نظر بگيريد كه شيبي آرام از جاده‌اي را طي مي‌كند. راننده احساس مي‌كند كه مي‌تواند با استفاده از نيروي گرانش، بدون وارد آوردن فشار مضاعف به موتور، سرعت خودرو را تا حدودي افزايش دهد. در اين حالت، بهتر است نسبت چرخش موتور به چرخ‌ها، كاهش يافته و به 1 نزديك شود. چگونه مي‌توان مقدار مناسبي از اين نسبت را انتخاب كرد به‌گونه‌اي كه سرعت و قدرت منتقل شده به چرخ‌ها از جانب موتور در حد بهينه‌اي باشد؟

2. خودروي ديگري را در نظر بگيريد كه در شيبي تند (سراشيبي) قرار دارد. در اين حال، نيرويي كه با توجه به زاويه شيب، از طرف زمين به خودرو وارد مي‌شود، شتاب مثبت ايجاد مي‌كند و منجر به بالا رفتن سرعت مي‌شود، به گونه‌اي كه شايد ترمزها ديگر قادر به كنترل سرعت و كاهش و تعديل آن نباشند. در اين صورت، چگونه مي‌توان حركت چرخ‌ها را به گونه‌اي به موتور منتقل ساخت تا موتور نقش ترمز و كاهنده سرعت را ايفا كند. بالاخره اينكه، چرا وقتي اهرم دنده در وضعيت دنده عقب قرار مي‌گيرد، خود به عقب حركت مي‌كند درحالي كه موتور آن تنها قادر به ايجاد چرخش در يك جهت است. (معمولاً ساعت گرد).

گيربكس، دستگاهي است كه به تمام نيازها و پرسش‌هايي از اين دست، پاسخ مي‌دهد.

تمامي خودروها، براي اينكه هم قدرت لازم براي حمل بار، سرنشين و بالا رفتن از سربالايي‌ها را داشته باشند و هم بتوانند در مواقع لزوم با سرعت مناسب حركت كنند، نياز به سيستمي براي تبديل گشتاور دارند كه گيربكس يا جعبه‌دنده، ناميده مي‌شود.

توجه به اين مسئله كه افزايش قدرت مولدها، معمولاً با افزايش سرعت آنها همراه است، ضرورت وجود اين دستگاه را بارزتر مي‌سازد. مثلاً هنگامي كه يك خودرو يا هر دستگاه مولد نيرويي كه نياز به تقويت يا تبديل دارد، مي‌خواهد شروع به حركت كند، نياز به قدرت زيادي براي غلبه بر اينرسي سكون و اصطكاك ايستايي دارد. اين درحالي است كه شايد نيازي به سرعت بالا نباشد.

دانستن مقدمه‌اي مهم مي‌تواند به درك بهتر مسئله كمك كند.

هر جسم متحرك، داراي سرعت يا دامنه حركت و مقدار مشخصي نيرو است كه در صورت برخورد با جسمي ديگر، مي‌تواند آن را اعمال كند. اين مقدار نيرو، به سرعت و جرم جسم بستگي دارد. اهرم‌ها، ماشين‌هايي هستند كه مي‌توانند از يكي از مولفه‌هاي جسم متحرك كاسته و به ديگري بيفزايند. مثلاً، از سرعت جسم كاسته و به نيروي آن اضافه كنند يا عكس. شكل 1 بيان نموداري اين مطلب است.

 

CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C75%5C662423846085655.jpg&X=194&Y=184

شكل 1

گيربكس يا جعبه‌دنده نيز دستگاهي است كه براساس قوانين حاكم بر اهرم‌ها كار مي‌كند. اگر هر چرخدنده را مجموعه‌اي از اهرم‌هايي در نظر بگيريم كه تكيه‌گاه‌هاي آنها بر يكديگر منطبق شده و مركز يا محور چرخدنده را تشكيل داده‌اند، كوچك يا بزرگ‌تر كردن قطر چرخدنده‌ها معادل با تغيير اندازه بازوهاي مقاوم و كارگر اهرم‌ها بوده و در نتيجه با اين كار مي‌توان در اندازه نيروي ورودي و خروجي دستگاه، تغييراتي ايجاد كرد.

در جعبه‌دنده كه از مجموعه‌اي چرخدنده با اندازه‌هاي مختلف تشكيل شده است، اگر چرخدنده‌اي كوچك‌تر، چرخدنده بزرگتر را بگرداند، دنده بزرگتر داراي قدرت بيشتر و سرعت كمتر و برعكس اگر دنده‌اي بزرگتر، دنده‌اي كوچكتر را به گردش درآورد، قدرت دنده كوچكتر، كمتر و سرعت آن بيشتر مي‌شود.

به استناد اين مقدمه، مي‌توان گفت كه گيربكس مجموعه يا جعبه‌اي از دنده‌هاست كه مي‌تواند با قرار گرفتن در مسير انتقال نيرو از موتور به چرخ‌ها، از سرعت زاويه‌اي موتور (rpm ورودي) كاسته و بر قدرت آن بيفزايد يا برعكس. البته بيشترين rpm خروجي در اغلب گيربكس‌ها با مقدار ورودي نسبت 1 به 1 دارد و جعبه‌دنده‌ها معمولاً براي افزايش قدرت استفاده مي‌شوند.

گفتني است كه جعبه‌دنده‌ها، علاوه بر تمامي خودروهاي سبك و سنگين، در ديگر وسايل نقليه نظير قطارها، كشتي‌ها، برخي بالگردها و در ابزار صنعتي نظير درل‌هاي با دور متغير، دستگاه‌هاي فرز، بالابرها، پمپ‌ها و غيره كاربرد دارند.

اين سيستم در خودروها به گونه‌اي طراحي و ساخته مي‌شود كه راننده بتواند نسبت‌هاي مختلف دنده را به طور دستي با جابه‌جا كردن دسته دنده در جاي خود و يا به طور اتوماتيك تغيير دهد.

در دنده‌هاي دستي، عمل تعويض دنده‌ها با كمك دست و به وسيله اهرمي كه دسته دنده ناميده مي‌شود، صورت مي‌گيرد. در گيربكس‌هاي اتوماتيك اين عمل به كمك يك مبدل گشتاور هيدروليكي و يك مجموعه خورشيدي با نسبت دنده‌هاي مختلف، انجام مي‌شود.

 

تاريخچه پيدايش و تكامل جعبه‌دنده‌ها

لوئيس رنو در 1899 هنگامي كه 20 ساله بود، براي اولين بار سه چرخه‌اي را كه خود با اضافه كردن يك چرخ، آن را به خودرويي چهار چرخه تبديل كرده بود، به يك جعبه‌دنده سه سرعته مجهز كرد. اين خودرو، اولين خودروي مجهز به جعبه‌دنده در دنيا بود.

در 24 دسامبر همان سال، رنو كه تعطيلات كريسمس را نزد دوستانش مي‌گذراند، ادعا كرد كه خودروي او مي‌تواند از شيب 13 درجه‌اي خياباني در «مونت مارته» پاريس بالا برود. دوستان او خيلي زود مجبور شدند آنچه را كه در ابتدا غيرممكن مي‌دانستند، با چشمان خود باور كنند. خودروي لوئيس نه تنها موفق شد از زاويه 5/7 درجه‌اي خيابان بالا برود بلكه رنو توانست اولين سفارش كار خود را براي ساخت 12 دستگاه خودرو دريافت كند.

چند ماه بعد، او اين اختراع خود را با نام «Direct Drive» به ثبت رساند. اختراع او به سرعت سيستم انتقال نيرو به كمك چرخ‌دنده خورشيدي و زنجير را كه تا آن زمان به كار مي‌رفت، از دور خارج كرد و تحولي عظيم در صنعت خودروسازي به وجود آورد.

انواع اوليه جعبه‌دنده‌ها تا 1920، بيشتر از نوع لغزنده بودند. در اين سال، با به‌كار گرفتن دنده‌هاي هم‌سرعت شونده يا سينكرونيزه در خودروهاي سواري، گام بزرگ ديگري در راستاي پيشرفت خودروها برداشته شد. در دنده‌هاي سينكرونيزه كه اكنون در تمامي جعبه‌دنده‌هاي توليدي خودروهاي دنيا مورد ا ستفاده قرار مي‌گيرند، دور دنده‌ها با يكديگر هماهنگ شده و به اين ترتيب تعويض دنده‌ها با يكديگر به نرمي و بدون سر و صدا انجام مي‌شود.

CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C75%5C555448860890124.jpg&X=380&Y=170

شكل2

CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C75%5C755917693915233.jpg&X=266&Y=245

شكل3

آشنايي با نحوه عملكرد جعبه‌دنده‌ها

درون محفظه يا پوسته گربكس‌هاي معمولي، دو محور يا شفت قرار دارد كه موازي و با فاصله مشخصي از يكديگر قرار گرفته‌اند. يكي از اين شفت‌ها (معمولاً شفت بالايي) توسط موتور و هنگامي كه مداركلاچ بسته است، به چرخش درمي‌آيد. روي اين شفت، بسته به تعداد نيست‌ها با سرعت‌هايي كه يك گيربكس مي‌تواند در اختيارقراردهد، چرخ‌دنده‌هايي با اقطار مختلف نصب شده‌است كه روي محور خود (شفت بالايي) هرزگرد هستند، يعني با روشن كردن موتور يا چرخاندن شفت بالايي به هر روش ديگر، نمي‌توان نيرويي به آنها وارد ساخته و آنها را به گردش درآورد. حركت چرخ‌دنده‌ها نيز نمي‌تواند باعث حركت شفت شود. روي شفت زيرين نيز به تعداد چرخ‌دنده موجود روي شفت بالايي، چرخ‌دنده‌هايي با قطرهاي مختلف قرار دارد كه هر يك از آنها، با يكي از چرخ‌دنده‌هاي شفت بالا، درگير هستند. به اين ترتيب، هر يك از اين جفت چرخدنده‌ها كه يكي از آنها روي محور بالايي و ديگري متعلق به پاييني است، نسبت مشخصي از سرعت و قدرت را توليد مي‌كنند. برخلاف شفت بالا، چرخ‌دنده‌هاي شفت پايين، هرزگرد نيستند و با محور خود به‌طور يك تكه ساخته مي‌شوند وبه همين علت، نيروي وارده به هر يك از آنها، مستقيماً به شفت نيز وارد مي‌شود. شفت زيرين، خروجي گربكس است و توسط ساير دستگاه‌هاي انتقال نيرو با چرخ‌هاي خودرو مرتبط مي‌شود.

توضيحات بالا، حالتي از گربكس را بيان مي‌كنند كه در آن، هيچ نيرويي از موتور به چرخ‌ها منتقل نمي‌شود و طبيعتاً جعبه‌دنده در وضعيت خلاصي قرار دارد. با حركت اهرم دنده و تغيير وضعيت آن از حالت خلاصي، دستگاهي موسوم به سينكرونيزور يا هماهنگ‌كننده كه روي شفت بالايي قرار دارد، يكي از چرخ‌دنده‌هاي اين شفت را با توجه به انتخاب كاربر، با آن هماهنگ كرده و به بياني به آن قفل مي‌كند.

به اين ترتيب، هماهنگ‌كننده مي‌تواند نيروي شفت بالايي را كه توسط موتور خودرو توليد شده است، به چرخ‌دنده مورد نظر روي اين شفت، منتقل كرده و آن را از حالت هرزگر خارج كند.با حركت چرخ‌دنده قفل شده، چرخ‌دنده درگير با آن، روي محور پايين به حركت درآمده و نيرو موتور با توجه به نسبت چرخ‌دنده‌هاي فعال، به چرخ‌ها منتقل مي‌شود. اگر اهرم در وضعيت دنده‌اي ديگر قرارگيرد، سينكرونيزور با آزاد كردن يا هرزگرد كردن چرخ‌دنده قبلي، آن را از مدار

خارج كرده و چرخ‌دنده جديد را با شفت بالايي هماهنگ مي‌كند. در نتيجه، گيربكس مي‌تواند با در مدار قرار دادن هر يك از چرخ‌دنده‌هاي شفت بالا، نسبت مشخص قدرت و سرعت توليد شده توسط اين چرخ‌دنده‌ها را با جفت خود به چرخ‌ها منتقل كند.

ناگفته نماند كه هر سينكرونيزور، روي شفت بالا و بين دو چرخ‌دنده از چرخ‌دنده‌هاي اين شفت قرار مي‌گيرد و وظيفه كنترل و هماهنگ كردن اين دو چرخ‌دنده را بر عهده دارد. يعني در يك جعبه‌دنده 6 سرعته (به همراه دنده عقب) 3 سينكرونيزور وجود دارد كه هر يك از آنها توسط اهرم دنده و با توجه به دنده انتخابي، فعال مي‌شود. به دليل تنوع در طراحي كارخانه‌هاي محتلف سازنده جعبه‌دنده، از تشريح و توضيح كامل اجزاي سيستم دنده عقب در اين مبحث چشم‌پوشي شده است، اما به طور اجمالي مي‌توان گفت كه اساس كار دنده عقب، خاصيت چرخ‌دنده‌هاي انتقال نيرو است. يعني حين انتقال نيرو از چرخ‌دنده محرك به چرخ‌دنده متحرك، جهت چرخش تغيير مي‌كند، مثلاً يكي ساعت‌گرد و ديگر عكس ساعت‌گرد مي‌چرخند. به اين ترتيب، مي‌توان با قرار دادن يك چرخ‌دنده اضافي در مسير انتقال نيرو، از شفت بالايي به شفت پاييني، نيروي موتور را به گونه‌اي به چرخ‌ها منتقل كرد كه خودرو به عقب حركت كند.

CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C75%5C301478993500774.jpg&X=354&Y=310

شكل4

انواع گيربكس‌ها

همان‌گونه كه قبلاً به طور مفصل توضيح داده شد، گشتاور توليدي توسط موتور پس از انتقال توسط كلاچ به جعبه‌دنده مي‌رسد. وظيفه جعبه‌دنده، انتقال دور موتور با نسبت‌هاي گوناگون و رساندن آن به خطوط انتقال و ميل‌گاردان در خودروهاي ديفرانسيل عقب يا مستقيماً به ديفرانسيل در خودروهاي ديفرانسيل جلو است.

پيش‌تر اشاره شد كه سيستم جعبه‌دنده‌اي انتقال قدرت را مي‌توان به دو گروه جعبه‌دنده‌اي دستي و جعبه‌دنده‌اي اتوماتيك تقسيم‌بندي كرد. سيستم انتقال قدرت دستي در حالت انتقال مستقيم بازدهي در حدود 98 درصد و در دنده‌هاي با نسبت انتقال پايين‌تر بازده به حدود 90 درصد مي‌رسد. از آنجا كه در بيشترين زمان استفاده از خودرو، جعبه‌دنده در حالت انتقال مستقيم قدرت قرار دارد و نيز هزينه اوليه به نسبت كمتر توليد اين سيستم جعبه‌دنده‌اي، هنوز استفاده از آنها در اكثر خودروها مورد توجه است. از سيستم انتقال اتوماتيك بيشتر در خودروهاي گران‌قيمت‌تر و كلاس‌هاي بالاتر استفاده مي‌شود. البته با توجه به عملكرد ساده‌تر آن براي راننده، هزينه ساخت آن بيشتر است. علاوه بر دو نوع فوق، امروزه استفاده از نسل جديدي از سيستم انتقال قدرت به نام سيستم انتقال قدرت پيوسته متغير (CVT) نيز مورد توجه طراحان خودروها قرار گرفته است.

 

سيستم انتقال قدرت دستي

جعبه‌دنده‌هاي دستي در دسته‌بندي كلي از لحاظ نحوه كاركرد، به سه گروه كلي تقسيم مي‌شوند:

Sliding mesh type Gearbox: اين نوع، از ابتدايي‌ترين انواع جعبه‌دنده‌ها بوده كه سال‌ها پيش از رده خارج شد.

Constant mesh type Gearbox: نسل جديدتر جعبه‌دنده‌ها بوده كه هم اكنون در بعضي از خودروهاي سنگين قديمي (بنز 10 تن) به چشم مي‌خورد. عمل تعويض دنده در اين گيربكس‌ها نياز به كلاچ دوبله دارد. يعني ابتدا كلاچ گرفته شده، دنده در وضعيت خلاصي قرار مي‌گيرد، سپس كلاچ رها مي‌شود و براي هماهنگ كردن سرعت شفت بالايي با دنده جديد، كمي به موتور گاز داده مي‌شود، سپس كلاچ دوباره فشرده شده و دنده جديد درگير مي‌شود.

Synchromesh type Gearbox: پيشرفته‌ترين نوع گيربكس‌هاي دستي بوده كه امروزه در تمامي خودروهاي سبك و سنگين تجاري دنيا مورد استفاده قرار مي‌گيرند. از اين رو در بخش «آشنايي با نحوه عملكرد جعبه‌دنده‌ها» از آنها با عنوان جعبه‌دنده‌هاي معمولي ياد شده و ساختمان و مكانيزم آنها در اين بخش توضيح داده شد. در اين نوع، براي تعويض دنده نيازي به كلاچ دوبله نبوده و مخروطي‌هاي سينكرونيزور و دنده برنجي هر دنده، عمل هم سرعت كردن شفت بالايي با دنده مورد نظر را انجام مي‌دهند.

 

VDG چيست؟

اين ايده، طراحي جديدي از جعبه‌دنده‌ها را ارائه مي‌دهد كه در آن، تعداد قطعات متحرك و سايشي دستگاه به حداقل رسيده و در نتيجه، اصطحكاك نيز به طوري چشم‌گير كاهش يافته و كاربري آن آسان‌تر شده است. اساس كار اين طرح، مشابه جعبه‌دنده‌هاي معمولي و بر مبناي تغيير قطر چرخدنده‌هاي موجود در مدار انتقال نيرو و به دنبال آن ايجاد اختلاف در نسبت rpm ورودي و خروجي است، با اين تفاوت كه در گيربكس نوين، به جاي وجود چند چرخ‌دنده با قطرهاي مختلف براي ايجاد نسبت‌هاي گوناگون، از يك چرخ‌دنده استفاده شده است كه قطر آن مي‌تواند تغيير كرده و نسبت‌هاي دلخواه سرعت و نيرو را ايجاد كند. به همين علت از اين طرح با عنوان VDG ياد شده است. VDG حروف اول سه واژه انگليسي Variable Diameter Gear بوده و به معني چرخ‌دنده با قطر متغير است.

 

تشريح ساختمان و عملكرد جعبه‌دنده VDG

در محفظه اين نوع جعبه‌دنده نيز دو شفت قرار دارد. شفت بالايي كه نيروي خود را از موتور مي‌گيرد و شفت زيرين كه روي آن چرخ‌دنده‌هايي با اقطار مختلف قرار دارد. اين چرخ‌دنده‌ها با شفت خود يكپارچه بوده و تعداد آنها به تعداد نسبت‌ها يا سرعت‌هايي است كه گيربكس مي‌تواند در اختيار قرار دهد (شكل 5).

CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C75%5C379254686573038.jpg&X=300&Y=267

شكل5

اسكلت يا بدنه اصلي VDG يا چرخ‌دنده با قطر متغير به شكل يك حلقه يا رينگ است كه روي سطح آن سوراخ‌هايي به شكل مستطيل ايجاد شده است (شكل 6). درون هر يك از اين سوراخ‌هاي شيار مانند، يك قطعه به شكل دندانه‌ قرار مي‌گيرد. به طوري كه سر دندانه از سطح خارجي رينگ بيرون مي‌آيد. پايه دندانه‌ها به شكلي است كه مي‌تواند درون سوراخ، به صورت كشويي حركت كرده و بالا و پايين برود (شكل 7). به اين ترتيب، سطح خارجي رينگ از دندانه‌ها پوشيده مي‌شود و رينگ به شكل يك چرخ‌دنده درمي‌آيد. سطح داخلي رينگ نيز دربرگيرنده پايه‌هاي دندانه‌هاست و اگر نيرويي عمود بر سطح داخلي به مجموعه پايه‌هاي دندانه‌ها وارد شود، دندانه‌ها در مسيري مماس بر شعاع رينگ، از مركز رينگ دور شده و درواقع قطر چرخ‌دنده افزايش مي‌يابد. تعدادي فنر نيز روي رينگ VDG تعبيه شده‌اند و به گونه‌اي توسط اهرم‌هايي به دندانه‌ها مرتبط هستند كه با حركت آنها مخالفت مي‌كنند و با حذف نيروي وارد به پايه دندانه‌ها، آنها را به وضعيت اول خود بازمي‌گردانند. درواقع، فنرها تمايل دارند قطر چرخ‌دنده‌ متغير را در كمترين مقدار خود نگاه دارند.

در سيستم جعبه‌دنده VDG، شفت بالا يك محور كشويي است. يعني روي آن شيارهايي ايجاد شده كه در تمام طول محور كشيده شده‌اند و شفت را به شكل يك چرخ‌دنده درآورده‌اند. همان‌طور كه در توضيحات مربوط به تشريح ساختمان VDG بيان شد، VDG به شكل يك رينگ است كه دندانه‌ها دور تا دور در بدنه آن قرار گرفته و آن را به يك چرخ‌دنده تبديل كرده‌اند. مجموعه پايه‌ دندانه‌ها نيز سطح داخلي رينگ را به شكل يك چرخ‌دنده دندانه از داخل درآورده‌اند. به اين ترتيب، با عبور شفت از داخل رينگ، پايه‌هاي دندانه‌ها درون شيارهاي شفت قرار مي‌گيرند و حركت و چرخش شفت به VDG منتقل مي‌شود و VDG علاوه بر اينكه روي محور خود (شفت بالايي) هرزگرد نيست، مي‌تواند در حين چرخش به طور كشويي در امتداد محور به عقب و جلو حركت كند. از طرفي، قطر شفت بالا در همه طول آن يكسان نيست و اگر نيرويي VDG را در امتداد طول شفت بالايي جابه‌جا كند، با عبور قسمت قطورتر شفت از داخل رينگ VDG، نيرويي از جانب سطح شيب‌داري كه حد واصل بين قسمت كم‌قطر و قطورتر شفت است، به مجموعه‌ پايه‌هاي دندانه‌هاي‌ VDG وارد مي‌شود و باعث دور شدن دندانه‌ها از سطح خارجي رينگ و درواقع افزايش قطر VDG يا چرخ‌دنده با قطر متغير مي‌شود. VDG در ادامه مسير خود با چرخ‌دنده ديگري از چرخ‌دنده‌هاي شفت پايين‌ درگير مي‌شود و به اين ترتيب، فرايند تعويض دنده صورت مي‌گيرد.

سيستمي كه حركت كشويي (رفت و برگشتي) VDG را ايجاد و كنترل مي‌كند، داراي ساختماني بسيار ساده است. يك موتور الكتريكي و يك مارپيچ، بخش‌هاي اصلي اين سيستم را تشكيل مي‌دهند. با حركت اهرم دنده، يك مدار الكتريكي، الكتروموتور را فعال مي‌كند و چرخش آن به واسطه يك كوپلينگ كه با آن مي‌توان تايمينگ تعويض دنده‌ها را تنظيم كرد، به مارپيچ منتقل مي‌شود. روي مارپيچ، يك حلزوني يا مهره قرار دارد كه حركت چرخشي مارپيچ را به حركت رفت و برگشتي تبديل مي‌كند. با اتصال اين مهره به ياتاقان‌هاي مهاركننده VDG، حركت VDG روي شفت بالايي ميسر و فرايند تعويض دنده‌ها كامل مي‌شود.

دليل استفاده از سيستم مارپيچ و حلزوني براي تأمين و انتقال حركت رفت و برگشتي VDG، خاصيت اين قطعات در انتقال نيرو است. مجموعه‌اي مركب از مارپيچ و حلزوني (يا مهره) يا مارپيچ و چرخ‌دنده، قادر به يك طرفه كردن جهت انتقال نيرو است. يعني گردش موتور الكتريكي مي‌تواند VDG را به عقب و جلو براند، اما ارتعاشات فركانس بالاي جعبه‌دنده‌ و چرخ‌دنده‌هاي آن كه معمولاً تحت فشار و سرعت‌هاي بالا كار مي‌كنند، نمي‌تواند به الكتروموتور نيرويي وارد كند يا احياناً موجبات لغزش و حركت VDG روي شفت و ايجاد خلل در كاركرد گيربكس را كنند.

CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C75%5C856626934858996.jpg&X=364&Y=322

شكل 6: دندانه‌ها مي‌توانند به صورت كشويي و در امتداد شعاع رينگ چرخ‌دنده با قطر متغير حركت كرده و به بالا و پايين بروند

CrThumb.aspx?Pic=sanatekh%5CImages%5C75%5C243026881087186.jpg&X=354&Y=290

شكل7

نگهداري جعبه‌دنده

جعبه‌دنده، براي حفظ حركت نرم و روان تمام جعبه‌دنده‌ها و محورها نياز به روانكاري دارد. اين كار با پر كردن محفظه جعبه‌دنده‌ به طور جزئي با روغن جعبه‌دنده‌ غليظ انجام مي‌شود. زماني كه جعبه‌دنده‌ها مي‌چرخند روغن را به اطراف روانه و تمام قسمت‌ها را روانكاري مي‌كنند. درزبندهاي روغن نيز در جلو و عقب، از نشت جريان به بيرون از محفظه جلوگيري مي‌كنند. زماني كه مي‌خواهيد روغن را عوض كنيد يا اگر هنگام تعويض دنده متوجه مشكلات يا تفاوت‌هايي زياد شديد، بايد سطوح سيال را چك كنيد. درواقع اين حالات مي‌تواند نشانگر پايين بودن سطح سيال باشد.

 

آيا بايد سيال درون يك جعبه‌دنده دستي را عوض كرد؟

معمولاً احتياجي به اين كار نيست، اما در برخي خودروهاي قديمي مثل فولكس واگن بتيل، تعويض دوره‌اي روغن جعبه‌دنده‌ توصيه شده است، اما در مورد خودروهاي غيرمدرن و وانت‌هاي سبك، كاري ضروري است. علت اين اجبار به علت تميز ماندن روغن و در نتيجه شرايط كار تقريباً خنك براي آن است. سيال موجود در جعبه‌دنده‌هاي دستي يا ميله‌هاي اتصال، برخلاف جعبه‌دنده‌هاي خودكار كه به طور پيوسته در حال زيرورو شدن بوده و توسط ذراتي آلوده مي‌شود كه موجب فرسودگي صفحه كلاچ مي‌شوند. وضعيت تميزتري دارد و در نتيجه، عمر جعبه‌دنده‌ را افزايش مي‌دهد. تنها نشانه‌اي كه مي‌تواند شما را مجاب به تعويض روغن جعبه‌دنده كند، تعويض دشوار دنده‌ها در هواي سرد است. در بيشتر خودروهاي قديمي ديفرانسيل عقب، جعبه‌دنده‌ها از روغن‌هاي سنگيني مثل 90 W، 75 W و 80 W پر شده‌اند كه در دماي زير صفر عمل تعويض دنده را تا حدي سخت و دشوار مي‌كنند. در اين مورد، استفاده از روغن سبك‌تر ممكن است منجر به نرمي تعويض دنده شود.

در اغلب محورهاي انتقال دستي در خودروهاي ديفرانسيل جلو امروزي، براي حفظ روانكاري جعبه‌دنده‌ها از سيال جعبه‌دنده خودكار (Dexron II ATE) استفاده مي‌شود. ATE در دماهاي پايين حالت سيالي خود را بيشتر حفظ مي‌كند. از اين‌رو كارايي بهتري دارد، اما ATE نبايد جانشين روغن چرخ‌دنده‌ها شود.

درواقع تنها باري كه بايد به يك جعبه‌دنده‌ دستي روغن بيفزايد، زماني است كه نشتي روغن رخ دهد. اگر نشانه‌هايي از گريس يا رطوبت در اطراف درزبندهاي محور محرك يا محور پيرو مشاهده كرديد، بايد سطح روغن در جعبه‌دنده را بررسي كنيد زيرا ممكن است پايين آمده باشد. مراقب باشيد ادامه فعاليت جعبه‌دنده‌ با روغن كم، مي‌تواند باعث خرابي كامل آن شود.

لینک به دیدگاه
×
×
  • اضافه کردن...