گیربکسAL4
اصطلاحات :
شیر دستی ، سوپاپ دستی ،سوپاپ تعویض دنده دستی (Manual
valve):شیر
ماسوره ای در سیلندر پمپ یک جعبه دنده خودکار که راننده از طریق میله بندی
، با دست آن را به کار می اندازد
سوپاپ راه دهنده ، شیر راه دهنده (Shift
valve)
: در جعبه دنده خودکار ، شیری که امکان تعویض دنده و تغییر نسبت چرخ دنده
را فراهم می آورد
سیلندر پمپ گیربکس ، محفظه سوپاپ ،جعبه سوپاپ (Valve
body)
: قطعه ریخته گری نصب شده در سینی زیر گیربکس که بیشتر شیر های جعبه دنده
خودکار هیدرولیکی در آن قرار دارد .
موقعی که گیربکس را در حالت اوردرایو قرار می دهیم ، بسیاری از قسمت ها
باید وصل و قطع شود. حامل سیاره ای به وسیله کلاچ به پوسته تورک کنورتور
وصل می شود . دنده خورشیدی کوچک به وسیله یک کلاچ از توربین جدا می شود (
قطع می شود ) بنابراین آن می تواند خلاص بچرخد ، دنده خورشیدی بزرگ توسط
باند نگه داشته می شود ( ثابت ) . بنابراین آن نمی تواند بچرخد. هر بار که
دسته دنده را فشار می دهیم یک سری از اتفاقات با درگیر شدن و آزاد شدن کلاچ
ها و باندها ی مختلف رخ می دهد .
بیاید نگاهی به باندها داشته باشیم .
باند ها
در این گیربکس دو باند وجود دارد . باندها در یک گیربکس معمولاً فولادی
هستند ، که به دور بخشی از دستگاه چرخ دنده های انتقال توان (دارم کلاچ )
پیچده می شوند ، و به پوسته متصل شده اند . آنها توسط سیلندر های هیدرولیک
در داخل گیربکس به کار انداخته می شوند .
در شکل زیر شما می توانید دو
پیستون که باند ها را به کار می اندازند را ببینید . فشار هیدرولیکی که
توسط مجموعه از سوپاپ به سیلندر وارد می شود ، عامل حرکت پیستون و وارد
کردن فشار به باند است ، که قسمت های از دستگاه چرخ دنده ها را قفل می کند
.
کلاچ در این گیربکس اندکی پیچیده تر هستند . در این گیربکس چهار کلاچ وجود
دارد . برای درگیر کردن این کلاچ ، فشار روغن به پشت پیستون کلاچ هدایت می
شود و در نتیجه پیستون به حرکت در می آید و صفحه ها را به هم می فشارد .
فنر ها اطمینان حاصل می کنند که وقتی فشار کاهش می یابد کلاچ ها آزاد شوند
. شما در شکل زیر می توانید پیستون و درام کلاچ را ببینید . به واشر
لاستیکی پیستون توجه کنید ، این یکی از قطعاتی است که در موقعی که شما
گیربکس را تعمییر می کنید باید تعویض بشوند .
وقتی که شما خودرو را در وضعیت پارک قرار می دهید :
آن ممکن است شبیه یک چیز ساده ای که گیربکس را قفل می کند باشد و آن را از
چرخش باز دارد . اما واقعاً نیازمند یک سری مقرارت پیچیده برای این مکانیسم
است .
·شما باید قادر باشید آن را آزاد کنید موقعی که ماشین بر روی تپه (سربالای)
است .
·شما باید بتوانید این مکانیسم را درگیر کنید حتی اگر اهرم با دنده در یک
راستا(تنظیم) نباشد .
وقتی که درگیر است، تا اندازه ای مانع از پریدن اهرم و آزاد شدن آن می شود
.
این مکانیسمی است که همه این موارد را نسبتاً مرتب انجام می دهد . اجازه
دهید ابتدا به بعضی از قسمت های آن نگاهی داشته باشیم
شفت خروجی گیربکس:
شیارهای مربعی شکل توسط مکانیسم پارک قفل درگیر می شوند و مانع حرکت ماشین
می شوند .
مکانیسم قفل دنده پارک ، دندانه های روی شفت خروجی را برای ثابت نگه داشتن
خودرو، درگیر می کند . این بخشی از گیربکس است که به میل گاردان وصل شده
است . بنابراین با نچرخیدن ( ثابت بودن ) این بخش مانع حرکت خودرو می شود .
در شکل زیر شما برآمدگی
مکانیسم پارک قفل را درداخل پوسته می ببینید ، جایی که دنده ها در داخل آن
قرار گرفته است . به سمت مخروطی شکل آن توجه کنید . آن به آزاد شدن قفل
پارک ، موقعی که شما در سربالایی پارک کرده اید کمک می کند . نیروی حاصل از
وزن خودرو به بیرون آمدن ( فشار وارد می کند تا مکانیسم پارک قفل آزاد شود
) مکانیسم پارک قفل کمک می کند . به دلیل زاویه دار بودن مخروطی شکل .
این میله به یک کابل وصل شده که توسط دسته دنده در داخل خودرو شما به کار
انداخته می شود
موقعی که دسته دنده در حالت پارک قرار دارد میله بر خلاف فنر بوش مخروطی
کوچک را فشار می دهد . وقتی مکانیسم پارک قفل در یک راستا باشد ( تنظیم
باشد ) به منظور این که آن بتواند یکی از شیار ها در بخش خروجی دنده متوقف
شود . بوش مخروطی شکل ، مکانیسم را به سمت پایین فشار خواهد داد . اگر
مکانیسم در یکی از نقاط مهم در خروجی در یک راستا (تنظیم ) باشد . بنابراین
فنر بر روی بوش مخروطی فشرده خواهد شد ، اما اهرم در این حالت قفل نخواهد
شد تا این که خودرو کمی حرکت کند و دندانه ها به درستی همراستا ( تنظیم )
شود . آن باید کمی حرکت کند تا این که دندانه ها همراستا بشوند تا جایی که
مکانیسم قفل پارک بتواند در آن حالت متوقف شود .
به دلیل مذکور در برخی موقع وقتی که ما پایمان را از روی پدال ترمز بر می
داریم خودرو اندکی حرکت می کند .
n
سیستم هیدرولیک ، پمپ و گاورنر:
سیستم هیدرولیک
گیربکس اتوماتیک در خودرو شما چندین وظیفه دارد . شما ممکن است نفهمید که
چطور آن از راههای بسیار متفاوت عمل می کند . برای نمونه برخی ویژگی های که
یک گیربکس اتوماتیک دارد :
اگر ماشین در حالت اورداریو (در گیربکس های چهار دنده)باشد.گیربکس دنده ای
مبنی بر سرعت وسیله نقلیه و موقیت پدال گاز انتخاب میکند.
·اگر شما به آرامی شتاب بگیرید ، تغیر دنده با سرعت کمتری نسبت به موقعی
است که شما با تمام گاز شتاب بگیرید.
·اگر پدال گاز را رها کنیم ،گیربکس به دنده بعدی پائینی تعویض می شود.
·اگر شما اهرم دنده رادر حالت دنده پائین تر قرار دهید ،گیر بکس تغیرمکان
خواهد داد(تعویض خواهد شد)مگر اینکه سرعت خودرو سریعتر ازسرعت دنده انتخابی
باشد.اگر سرعت خودرو خیلی زیاد باشدباید صبر کنید تا سرعت آن کم شود و بعد
از آن دنده تعویض شود(به دنده پایین).
·اگر شما گیربکس را در حالت دنده 2 قرار دهید،افزایش و کاهش سرعت بیش از
دنده 2 را نخواهیم داشت و هرگز به طور کامل نخواهد ایستاد مگر اینکه دسته
دنده را تغیر دهیم.
شما احتمالا ً پیشتر برخی قسمت های شبیه به آن را دیده اید.این واقعا ً مغز
گیربکس های اتوماتیک است. آن تمام وظایف را مدیریت می کند.گذرگاه های مسیر
روغن را در قسمت های متفاوت گیربکس می توانید ببینید.گذر گاه ها در داخل
فلز قالب ریزی شده اند که راه مناسبی برای افزایش بازده مسیر های روغن
هستند.
بدون آنها شیلنگ های زیادی برای وصل کردن قسمت های مختلف گیربکس به همدیگر
لازم است. ابتدا ما در مورد قسمت های اصلی سیستم هیدرولیک بحث خواهیم کرد و
بعدا ً خواهیم دید که چطور آنها با یکدیگر کار می کنند.
پمپ :
گیربکس های اتوماتیک یک پمپ جالبی دارند که پمپ دنده ای نامیده می شود. پمپ
معمولا ً در درپوش گیر بکس قرار دارد. آن روغن را از مخزن (کارتر) پایین
گیربکس می کشد و سیستم هیدرولیک را تغذیه می کند. آن هم چنین کولر گیربکس و
تورک کنورتور را تغذیه می کند.
دنده داخلی پمپ به پوسته تورک کنورتور متصل شده بنابراین آن با همان سرعت
موتور می چرخد. دنده بیرونی توسط دنده داخلی چرخانده می شود و به عنوان
دنده چرخان،روغن از مخزن(کارتر) از یک طرف هلالی به بالا کشیده می شود و با
فشار بیشتر از سمت دیگر وارد سیستم هیدرولیک می شود.
گاورنر :
گاورنر یک سوپاپ هوشمند است که به گیربکس در خودرو شما می گوید چقدر سریع
برود. آن به شفت خروجی گیربکس وصل شده است ، بنابراین موقعی که خودرو
سریعتر حرکت می کند، گاورنر سریعتر می چرخد.در داخل گاورنر یک سوپاپ با فنر
بار گذاری شده است،که آن را متناسب با اینکه گاورنر چقدر تند می چرخد،باز
می کند. بنابراین موقعی که گاورنر تند می چرخد، سوپاپ زیاد باز می شود.پمپ
، روغن برای گاورنر را از طریق شفت خروجی تغذیه می کند.
موقعی که خودرو سریع تر حرکت می کند سوپاپ گاورنر بیشتر باز می شودو به
روغن اجازه می دهد که با فشار بیشتر از میان آن عبور کند.
سوپاپ ها و مدولاتور ها:
برای تغییر دنده به طور مناسب در گیربکس های اتوماتیک باید بدانید که موتور
با چه قدرتی(گشتاوری) کار می کند. دو راه برای انجام آن وجود دارد.برخی
خودرو ها یک کابل اتصال ساده دارند که به سوپاپ دریجه گاز در گیربکس وصل
شده است. وقتی که پدال گاز بیشتر فشرده میشود ،فشار بیشتری به سوپاپ دریجه
گاز اعمال می شود.در برخی خودرو های دیگر از خلاء مدولاتور برای وارد کردن
فشار به سوپاپ دریچه گاز استفاده می شود. مدولاتور فشار منیفولد را حس می
کند.(که وقتی موتور زیر بار بیشتری قرار دارد افت می کند)
شیر دستی(سوپاپ تعویض دنده دستی)چیزی است که دسته دنده وصل شده است. آن به
دنده ای که انتخاب می شود بستگی دارد، سوپاپ دستی مدارات هیدرولیکی که مانع
درگیری دنده های دیگر می شود را تغذیه می کند، برای نمونه، اگر دسته دنده
را در دنده 3 قرار دهید،آن مدارات هیدرولیکی که مانع درگیری اور درایو می
شود را تغذیه می کند.
سوپاپ راه دهنده (شیر راه دهنده) فشار هیدرولیکی لازم برای باند ها و کلاچ
ها را برای در گیری هر دنده تهیه می کند.
سیلندر پمپ گیربکس (محفظه سوپاپ ، جعبه سوپاپ)در گیربکس شامل چند سوپاپ راه
دهنده است. سوپاپ راه دهنده ، زمانی که یک دنده به دنده بعدی تغییر کند را
معلوم می کند.برای نمونه از دنده 1 به 2 (سوپاپ راه دهنده، زمانی که دنده 1
به دنده 2 تغیر می یابد را معلوم می کند.) سوپاپ راه دهنده از یک طرف تحد
فشار،روغنی که از سمت گاورنر می آید و از سمت دیگر تحت فشار سوپاپ دریچه
گاز قرار دارد. آنها توسط روغنی که از پمپ فرستاده می شود و تاٌمین می شوند
و وارد یکی از دو مدار برای کنترل دنده ای که خودرو با آن در حال حرکت است
می شود .
اگر خودرو به سرعت شتاب بگیرد ، سوپاپ تعویض (شیر راه دهنده )، تعویض دنده
را به تاخیر خواهد انداخت . اگر خودرو به آرامی شتاب بگیرد ، تعویض دنده در
سرعت پایین اتفاق می افتد .
بنابراین وقتی سرعت خودرو افزایش می یابد ،فشارهای از طرف گاورنر ایجاد می
شود . فشار اعمالی به سوپاپ تعویض ( شیر راه دهنده ) زیاد می شود تا وقتی
که مسیر دنده 1 بسته شود و مسیر دنده 2 باز شود . وقتی خودرو با گاز کم در
حال سرعت گرفتن است سوپاپ دریچه گاز فشار زیادی را بر خلاف سوپاپ راه دهنده
اعمال نمی کند .
وقتی خودرو به سرعت شتاب می گیرد سوپاپ دریچه گاز فشار بیشتری را بر خلاف
شیر راه دهنده اعمال می کند . این به این معنی است فشاری که از گاونرمی آید
باید بالا باشد ( بنابراین سرعت وسیله نقلیه باید بیشتر باشد ) قبل از این
که سوپاپ راه دهنده به اندازه کافی حرکت کند تا دنده 2 را درگیر کند .
هر سوپاپ تعویض در دامنه مخصوصی از فشار عکس العمل نشان می دهد، بنابراین
وقتی که ماشین با سرعت حرکت می کند ، سوپاپ دنده2 را به 3 تغییر می دهد
،زیرا فشاری که از طرف گاورنر اعمال می شود به اندازه کافی زیاد است که
سوپاپ را فشار دهد . (حرکت دهد)
گیربکس های کنترل الکترونیکی
گیربکس های کنترل الکترونیکی که در بعضی از خودروهای جدید ظاهر شد ، هنوز
از هیدرولیک برای به کار انداختن کلاچ و باندها استفاده می کند ، اما هر
مدار هیدرولیک توسط یک سولونوئید الکتریکی کنترل می شود . که باعث ساده شدن
لوله کشی در گیربکس می شود و به طرحهای کنترلی بسیار پیشرفته اجازه می دهد
.
ما در بخش قبلی بعضی از استراتژی های کنترل را که به صورت مکانیکی فعالیت
های گیربکس را کنترل می کنند را دیدیم . گیربکس های کنترل الکترونیکی
طرحهای کنترلی بسیار پیچیده ای دارند . که علاو ه بر نشان دادن سرعت وسیله
نقلیه و موقعیت دریچه گاز ،کنترل گر های گیربکس سرعت موتور را نیز نشان می
دهد ، اگر پدال ترمز فشار داده شده باشد و حتی سیستم ترمز ضد قفل را هم
نشان می دهد .
استفاده از این اطلاعات و یک استراتژی کنترل پیشرفته بر اساس یک منطق مبهم
است . یعنی روش برنامه ریزی سیستم های کنترل بر مبنای استدلالات انسانی است
.گیربکس های کنترل الکترونیکی کارهای مانند زیر را می توانند انجام دهند :
تعویض دنده به طور اتوماتیک ( به دنده پایین ) در سراشیبی برای کنترل سرعت
و کاهش سایش لنت های ترمز .
تعویض دنده ( به سمت بالا و افزایش سرعت ) موقعی که در یک سطح لغزنده ترمز
می کنید ، برای کاهش گشتاور ترمزی اعمال شده توسط موتور .
جلو گیری از افزایش سرعت موقعی که در جاده های مارپیچ رانندگی می کنید .
بیاید در مورد ویژگی آخر بحث کنیم ، یعنی جلو گیری از افزایش سرعت موقعی که
در یک جاده مارپیچی می پیچید . اجازه دهید بگوییم که شما در یک سر بالای که
یک جاده کوهستانی مارپیچ است رانندگی می کنید . وقتی شما در قسمت راست جاده
رانندگی می کنید گیربکس دنده را به 2 تعویض می کند که به شما شتاب کافی و
قدرت بالا روی دهد . وقتی شما وارد یک جاده مارپیچ می شوید ، پدال گاز را
رها می کنید و احتمالاً ترمز می کنید . بیشتر گیربکس ها دنده را به 3 تعویض
خواهند کرد یا حتی اوردرایو ، موقعی که شما پایتان را از پدال گاز برداشته
اید . سپس وقتی در مارپیچ شتابتان را کم می کنید ، آنها دوباره دنده را به
سمت پایین تعویض می کنند . اما اگر شما با یک خودرو داری گیربکس دستی
رانندگی کنید احتمالا به همان دنده به رانندگی خود ادامه می دهید . بعضی از
گیربکس های اتوماتیک با سیستم کنترل پیشرفته می توانند این وضعیت را آشکار
سازند ، بعد از این که شما دو تا از پیچ ها را بپیچید ، می فهمند که دنده
را به دنده بالا تر تعویض نکند .
ساختمان گيربكس شامل 6 قسمت اصلي مي باشد :
n
كانورتر
n
پمپ هيدروليك گيربكس
n
مكانيزمي كه توسط واحد هيدروليك فعال مي شود (مجموعه دنده سياره اي ها و
كلاچ ها وترمزها(
n
ديفرانسيل معمولي
n
دنده كاهنده كه رابط بين ديفرانسيل وگيربكس مي باشد (پنيون)
ادامه
مطلب
تهیه کننده : مهندس محسن حجی پور
استاد : مهندس مجید سالاری