گیربکس چیست؛ نحوه کار جعبه‌دنده خودرو

در این مقاله شما را با گیربکس یا همان جعبه‌دنده خودرو و وظایف و انواع آن آشنا خواهیم کرد پس همراه ما باشید.

به احتمال زیاد با طرز کار گیربکس خودرو آشنا هستید اما تاکنون به این فکر کرده‌اید که دنده‌های بکار رفته در آن چگونه عمل می‌کنند؟ گیربکس یکی از اصلی‌ترین بخش‌های خودروست که در این مقاله به بررسی کامل و وظایف و انواع آن خواهیم پرداخت. گیربکس که با نام transmission نیز شناخته می‌شود قطعه‌ای مکانیکی است که به انتقال قدرت از پیشرانه به چرخ‌ها با استفاده از نسبت‌های دنده متفاوت کمک می‌کند. این قطعه معمولاً بین پیشرانه و چرخ‌ها نصب می‌شود و از چندین چرخ‌دنده، شفت و یاتاقان تشکیل شده است. گیربکس از طریق کلاچ به میل‌لنگ پیشرانه وصل است و همین قطعه باعث می‌شود پیشرانه و گیربکس در زمان تعویض دنده‌ها به‌صورت موقتی غیر درگیر شوند. هدف اصلی گیربکس رساندن میزان مناسبی از قدرت و گشتاور به چرخ‌ها در سرعت‌های متفاوت است تا خودرو بهترین عملکرد را داشته باشد.

اجزای اصلی گیربکس خودرو

اصلی‌ترین قطعات بکار رفته در گیربکس به شرح زیر هستند:

شفت کلاچ: این قطعه از نیروی پیشرانه استفاده و آن را به دیگر قطعات منتقل می‌کند. کلاچ متصل شده به شفت با پیشرانه و دیگر قطعات ارتباط دارد و زمانی که کلاچ را درگیر می‌کنید شفت شروع به چرخش می‌کند.

شفت متحرک: دومین قطعه اصلی گیربکس شفت متحرک نام دارد و چندین چرخ‌دنده با ابعاد مختلف در آن وجود دارند که می‌توانند گشتاور کافی برای حرکت خودرو را تولید نمایند.

شفت اصلی: از این قطعه به عنوان شفت خروجی نیز نام می‌برند که گشتاور ضروری خودرو را تأمین می‌کند. دندانه‌های موجود در این شفت باعث عملکرد نرم دنده‌ها می‌شوند.

یاتاقان‌ها: این قطعات باعث عملکرد صحیح شفت‌های چرخشی و کاهش اصطکاک می‌شوند.

چرخ‌دنده‌ها: قطعاتی هستند که قدرت را از یک شفت به شفت دیگر منتقل می‌کنند. گشتاور انتقالی از طریق چرخ‌دنده‌ها به تعداد دندانه‌ها و ابعاد چرخ‌دنده بستگی دارد.

انواع گیربکس

دو نوع اصلی گیربکس بکار رفته در خودروها از نوع دستی و اتوماتیک است. گیربکس اتوماتیک در انواع گوناگونی از جمله مبدل گشتاور، ضریب متغیر پیوسته یا CVT، دستی اتوماتیک شده یا AMT و دوکلاچه تولید می‌شود. در ادامه به معرفی هریک از این نوع گیربکس‌ها می‌پردازیم:

• گیربکس دستی

همان‌طور که از نام این نوع گیربکس برمی‌آید، راننده به‌صورت دستی عمل تعویض دنده را انجام می‌دهد و در خودرو نیز پدال کلاچ و دسته‌دنده وجود دارد. گیربکس‌های دستی قیمت پایین‌تری دارند و هزینه‌های نگهداری آن‌ها در مقایسه با انواع اتوماتیک کمتر است. گیربکس دستی در برخی کشورها به ویژه کشورهای در حال توسعه محبوبیت بیشتری دارد چراکه هزینه‌های تعمیر و نگهداری آن کمتر است.

• گیربکس اتوماتیک

در این نوع گیربکس عمل تعویض دنده به‌صورت خودکار انجام می‌شود و نیازی به دخالت راننده نیست. گیربکس اتوماتیک از سنسورهای الکترونیکی برای بررسی سرعت خودرو و تعویض دنده‌ها استفاده می‌کند. در چنین گیربکس‌هایی راننده رفاه و آسایش بیشتری خواهد داشت هرچند پیچیدگی و هزینه‌های تعمیر و نگهداری بیشتر جزو معایب آن‌ها به شمار می‌رود. جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره علائم خرابی گیربکس اتوماتیک می توانید مقاله مربوط به آن را مطالعه بفرمایید. اما انواع مشهور گیربکس‌های اتوماتیک به شرح زیر هستند:

گیربکس دستی اتوماتیک شده AMT: این نوع گیربکس‌ها با نام SAT یا گیربکس نیمه اتوماتیک و CMT یا گیربکس دستی بدون کلاچ هم شناخته می‌شوند. گیربکس AMT همان‌طور که از نامش مشخص است از نظر فنی مشابه گیربکس دستی است اما پدال کلاچ در آن حذف شده و حسگرها و سایر بخش‌ها عمل کلاچ و تعویض دنده‌ها را انجام می‌دهند. هدف اصلی این نوع گیربکس راحتی بیشتر راننده و بی‌نیازی او از تعویض دنده است و بنابراین عمل فشرده شدن کلاچ و تعویض دنده‌ها از طریق دسته‌دنده دیگر انجام نخواهد شد.

گیربکس مبدل گشتاور: در این نوع گیربکس‌ها از کوپلینگ مایع برای انتقال قدرت از پیشرانه به گیربکس استفاده می‌شود و همانند دیگر گیربکس‌های اتوماتیک نیازی به کلاچ جهت تعویض دنده‌ها نیست. البته محبوبیت گیربکسی در سال‌های اخیر به دلیل مصرف سوخت بالا و هزینه‌های نگهداری زیاد کاهش یافته است.

گیربکس ضریب متغیر پیوسته CVT: یکی دیگر از انواع گیربکس‌های اتوماتیک با نام CVT شناخته می‌شود. این نوع گیربکس با سیستم پولی و تسمه کار می‌کند و مخروط‌هایی در هر پولی وجود دارد که از طریق تسمه به یکدیگر ارتباط دارند و با حرکت خود باعث کاهش یا افزایش شعاع تسمه زنجیری می‌شوند و به این ترتیب نسبت‌های دنده تغییر پیدا می‌کند. گیربکس CVT گزینه‌ای قابل‌اعتماد است که باعث کاهش مصرف سوخت نیز می‌شود و در خودروهای ژاپنی از جمله محصولات هوندا، نیسان و تویوتا بکار می‌رود. پیش از این در پدال علائم خرابی گیربکس CVT را منتشر کرده ایم و مطالعه آن را توصیه می کنیم.

گیربکس دوکلاچه DCT: در این نوع گیربکس‌ها از دو کلاچ برای تعویض دنده استفاده می‌شود و به این ترتیب حداکثر پرفورمنس به دست می‌آید. در گیربکس‌های دوکلاچه دو کلاچ مجزا برای دنده‌های زوج و فرد وجود دارد تا به این ترتیب زمان تعویض دنده‌ها کاهش یابد. این کار سبب تعویض‌های سریع‌تر و نرم‌تر دنده‌ها نسبت به گیربکس‌های سنتی خواهد شد به گونه‌ای که با درگیر شدن یک کلاچ، کلاچ دیگر دنده بعدی را انتخاب می‌کند. این نوع گیربکس‌ها در خودروهای پرفورمنس و اسپرت بیشتر بکار می‌روند اما به تازگی در خودروهای تولید انبوه نیز دیده شده‌اند. شرکت‌هایی همچون فولکس‌واگن، آئودی و اشکودا جزو برندهای ارائه کننده گیربکس‌های دوکلاچه هستند.

وظیفه گیربکس

برخی از اصلی‌ترین عملکردها و وظایف گیربکس خودرو به شرح زیر است:

تغییر نسبت دنده: گیربکس نسبت دنده‌ها را برای هماهنگی با شرایط رانندگی تغییر می‌دهد. راننده می‌تواند به‌صورت دستی دنده‌ها را بر اساس سرعت خودرو و شرایط جاده تعویض کند.

انتقال قدرت به چرخ‌ها: این قطعه مهم قدرت تولیدی را از پیشرانه به گیربکس و با سرعت‌های مختلف منتقل می‌کند. چنین کاری باعث کاهش مصرف سوخت و افزایش عملکرد خواهد شد.

کنترل سرعت: راننده با سبک یا سنگین کردن دنده‌های گیربکس می‌تواند سرعت خودرو را کنترل کند.

چند برابر کردن گشتاور: گیربکس خودرو می‌تواند گشتاور تولیدی را چندین برابر کند تا به این ترتیب قدرت بیشتری به چرخ‌ها برسد. این‌گونه است که خودرو می‌تواند در مسیرهایی با شیب زیاد رو به بالا صعود کند.

مزایا و معایب گیربکس‌های دستی

از جمله مزایای این نوع گیربکس‌ها می‌توان به کنترل کامل راننده روی دنده‌ها، هزینه‌های تعمیر و نگهداری کمتر نسبت به گیربکس‌های اتوماتیک و مصرف سوخت کمتر اشاره کرد. در طرف مقابل گیربکس‌های دستی معایبی هم دارند که می‌توان به خستگی راننده در ترافیک‌ها و چالش کنترل خودرو در شیب‌های تند برای برخی رانندگان اشاره کرد.

مزایا و معایب گیربکس‌های اتوماتیک

افزایش رفاه و آسایش راننده در ترافیک و تعویض‌های نرم و سریع جزو اصلی‌ترین نقاط قوت این نوع گیربکس‌ها هستند اما قیمت بالاتر در مقایسه با گیربکس‌های دستی، هزینه‌های تعمیر و نگهداری بالاتر، وزن بیشتر و… نیز جزو معایب گیربکس‌های اتوماتیک خواهد بود.

رابطه بین موتور و گیربکس چیست؟

همان‌طور که گفته شد رابطه تنگاتنگی بین گیربکس و موتور یا همان پیشرانه وجود دارد. نیرو یا گشتاوری که پیشرانه خودرو تولید می‌کند می‌بایست به‌صورت بهینه‌ای راهی چرخ‌ها شود و وظیفه انتقال قدرت و تنظیم آن به چرخ‌ها بر عهده گیربکس قرار دارد. گیربکس می‌تواند بدون بالا بردن دور پیشرانه سرعت مدنظر راننده را فراهم کند.

گیربکس اتوماتیک

در این نوع گیربکس‌ها که محبوبیت بیشتری پیدا کرده‌اند راننده دخالتی در فرایند تعویض دنده‌ها ندارد و خود گیربکس با استفاده از اطلاعات سنسورهای گوناگون و دستورات ECU عمل تعویض دنده‌ها را با توجه به سرعت خودرو و شرایط گوناگون انجام می‌دهد. از جمله نقاط قوت گیربکس‌های اتوماتیک می‌توان به رفاه و آسایش بیشتر راننده در ترافیک‌ها و همچنین تعویض‌های نرم و دقیق دنده‌ها اشاره کرد. هزینه‌های تعمیر و نگهداری و قیمت بالاتر این نوع گیربکس‌ها نیز جزو نقاط ضعف آن‌ها به شمار می‌رود.

قیمت گیربکس

قیمت این قطعه مهم بسته به دستی و اتوماتیک بودن و همچنین نوع و مدل خودرو متفاوت است اما برای مثال قیمت گیربکس خودروی پرتیراژی همچون پراید به حدود ۱۵ میلیون تومان می‌رسد درحالی‌که گیربکس دستی پژو ۲۰۶ با قیمت بین ۱۶ تا ۱۹ میلیون تومان در دسترس است.