معرفی انواع گیربکس و نحوه کارکرد آن ها

 گیربکس S Tronic

گیربکس S Tronic یک جعبه دنده ترکیبی اتوماتیک الکترونیکی با قابلیت تعویض دنده دستی است که به کمک یک کلاچ دوگانه تعبیه شده در ورودی آن عمل تعویض دنده را تسریع بخشیده است و همچنین راندمان بالا و کاهش چشمگیر مصرف سوخت را هم به همراه داشته است. اساس کار این نوع جعبه دنده نیز به گونه‌ای است که در حالت تعویض دنده اتوماتیک، کلاچ اول با چرخ دنده‌های فرد درگیر شده و کلاچ دوم هم همزمان با چرخ دنده‌های زوج ارتباط برقرار می‌کند، به طور واضح‌تر با درگیری کلاچ اول با دنده یک، کلاچ دوم دنده دو را برای درگیری آماده می‌کند و پس از تعویض دنده در کمتر از 0.4 ثانیه، کلاچ دوم به طور کامل با دنده دو درگیر شده و کلاچ اول مجدد دنده سوم را برای درگیری آماده می‌کند. در وضعیت تعویض دنده دستی نیز اساس کار به همین شکل پیش می‌رود، با این تفاوت که با حرکت اهرم دنده توسط راننده عمل تعویض دنده صورت می‌گیرد. این نوع گیربکس یعنی S Tronic هم به طور انحصاری در اختیار کمپانی آئودی بوده و بر روی محصولات مختلف آئودی مورد استفاه قرار می‌گیرد.

گیربکس Step Tronic

استپ ترونیک یکی از گیربکس‌های شش سرعته اتوماتیک الکترونیکی تولید شده توسط بی‌ام‌و است که بر روی محصولات مختلف این کمپانی از جمله M3، M5 و M6 و... مورد استفاده قرار می‌گیرد. تعویض دنده اتوماتیک به همراه قابلیت تعویض دنده دستی و مجهز به سیستم‌های کنترلی الکترونیکی اساس کار استپ ترونیک را شکل داده‌اند که با حرکت اهرم دسته دنده به سمت چپ قابلیت تعویض دنده دستی جعبه دنده و با حرکت آن به سمت راست هم وضعیت تعویض دنده اتوماتیک آن فعال می‌شود.

گیربکس Tip Tronic

تیپ ترونیک یکی از چندین گیربکس‌های توسعه یافته توسط پورشه و مورد استفاده در مدل‌های مختلف این کمپانی و همچنین خودروهای گروه فولکس واگن و زیر مجموعه آن همچون آئودی، اشکودا، سئات و یا حتی در مدل‌های بالاتر برگرفته از این نوع گیربکس در خودروهای بوگاتی و لامبورگینی است که به طور عمده در دو گروه پنج سرعته و شش سرعته با اساس کار اتوماتیک و دستی تولید می‌شود. این نوع جعبه دنده همچنین به طور استاندارد به یک کامپیوتر برای درک بهتر شرایط موتور مجهز شده که در حالت تعویض دنده دستی برای جلوگیری از آسیب رسیدن به موتور و گیربکس در محدوده قرمز دور موتور به صورت خودکار اقدام به سبک کردن دنده می‌کند. عمل تعویض دنده دستی در خودروهای مختلف هم به صورت‌های متفاوت صورت می‌گیرد که تعویض دنده پی در پی توسط اهرم تعویض دنده و تعویض دنده دستی توسط پدال‌های تعبیه شده در پشت فرمان از رایج‌ترین راه‌های تعویض دنده دستی در این نوع گیربکس به شمار می‌روند. جعبه دنده تیپ ترونیک در سایر خودروها هم با نام‌های مختلف از جمله 2 Tronic مورد استفاده قرار می گیرد.

گیربکس Tip Tronic 5

تیپ ترونیک S در واقع نسخه ارتقا یافته گیربکس‌های اتوماتیک تیپ ترونیک با قابلیت تعویض دنده دستی هستند که به یک سیستم انطباقی با رفتار راننده و همچنین سیستم هوشمند تعویض دنده اتوماتیک در صورت عدم فعالیت راننده در تعویض دنده دستی در محدوده دور موتور قرمز پس از 8 ثانیه مجهز شده که با افزایش زمان لحظه‌ای تیپ ترونیک استاندارد به 8 ثانیه در مدل S تیپ ترونیک در شتاب گیری بهتر خودروهای اسپرت کمک فراوانی کرده است. این نوع جعبه دنده از اوایل سال 2000 در مدل پورشه باکستر و پس از آن در نوع شش سرعته در پورشه کاین مورد استفاده قرار گرفت. 

گیربکس PDK

جعبه دنده اتوماتیک با قابلیت تعویض دنده دستی PDK در واقع حروف مخفف شده Porsche DoppelKupplung است که توسط کمپانی آلمانی پورشه در 7 سرعته متوالی به همراه کلاچ دوگانه توسعه و ساخته شده که با سرعتی بالا و بدون وقفه در جریان انتقال قدرت عمل تعویض دنده را انجام می‌دهد که موجب شتاب بالا و کاهش مصرف سوخت و صد البته افزایش سطح رفاهی و کاهش کله زنی خودرو در هنگام تعویض دنده می‌شود. این نوع جعبه دنده نوعی از گیربکس‌های نیمه خودکار به شمار می‌روند که همانند جعبه دنده‌های دستی از مجموعه چند چرخ دنده تشکیل شده‌اند، با این تفاوت که از دو کلاچ برای قطع و وصل نیرو جهت درگیری چرخ دنده‌های زوج یا فرد استفاده می‌کنند و چرخ دنده‌های زوج و فرد به صورت مجزا بر روی دو محور مستقل و متفاوت قرار می‌گیرند. این سیستم در واقع دو جعبه دنده دستی مجزا با کلاچ‌های جداگانه هستند که کنار یکدیگر در یک محفظه واحد گنجانده شده‌اند و به عنوان یک سیستم یکپارچه انجام وظیفه می‌کنند. هر دو کلاچ به صورت هم مرکز و در راستای محور اصل خودشان در جعبه دنده قرار می‌گیرند و کلاچ اول با دنده‌های فرد و کلاچ دوم با چرخ دنده‌های زوج مجموعه ارتباط برقرار می‌کنند که با درگیر بودن دنده‌های فرد توسط کلاچ اول، دنده‌های زوج در حالت استندبای توسط کلاچ دوم برای تعویض دنده آماده می‌شوند تا در کسری از ثانیه و بدون ایجاد وقفه در خط انتقال قدرت، عمل تعویض دنده صورت گیرد.

این نوع جعبه دنده تولیدی پورشه بر روی محصولات این کمپانی و به خصوص بر روی مدل کیمن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گیربکس CVT

هنگامی که در یک خودرو در شرایط عادی راننده اقدام به تعویض دنده می‌کند، در گیربکس موجب درگیر شدن دو چرخ دنده با اندازه و تعداد دندانه‌های متفاوت می‌شود که سبب بوجود آمدن ضریب دنده‌های گوناگون می‌شود و دور و گشتاور بر اساس این ضریب دنده از پیشرانه به چرخ‌ها منتقل می‌شود. این نحوه درگیری چرخ دنده‌ها در جعبه دنده‌های دستی کاربرد دارد که در مدل‌های اتوماتیک این نسبت دنده‌ها توسط درگیر شدن خورشیدی و قفسه و سیاره‌ای و چرخ دنده‌های رینگی بوجود می‌آید، اما در جعبه دنده‌های CVT دیگر خبری از چرخ دنده و خورشیدی و سیاره‌ای و... نسیت، بلکه اساس کار بر دوش دو پولی ورودی (محرک) و پولی خروجی (متحرک) و یک تسمه لاستیکی یا فلزی برای ارتباط این دو با یکدیگر است. این نوع سیستم تبدیل و انتقال قدرت به سرعت در حال رشد بوده و کارخانجاتی همچون رنو، نیسان، جنرال موتورز، فولکس واگن، میتسوبیشی و... در حال استفاده و تحقیق و توسعه این نوع سیستم انتقال قدرت هستند.

اساس کار این سیستم همانطور که گفته شد بر مبنای دو پولی مخروطی شکل با سطحی شیب دار و یک تسمه ارتباط دهنده است که بر روی هر محور دو پولی از دو صفحه متحرک زاویه دار تشکیل شده که توسط نیروی هیدرولیکی روغن یا نیروی گریز از مرکز به یکدیگر نزدیک یا از هم دور می‌شوند که موجب تبدیل دور ورودی از پیشرانه می‌شوند. در پولی محرک ورودی نیرو از پیشرانه اگر دو صفحه به یکدیگر نزدیک شود، قطر پولی افزایش یافته و قطر تمسه پیچیده شده به دور آن هم افزایش می‌یابد و در طرف دیگر با افزایش قطر پولی اول، صفحات پولی دوم از یکدیگر دور شده و قطر پولی باریک‌تر می‌شود که سبب گشتاور خروجی کم و دور خروجی زیاد برای خودرو می‌شود و بلعکس اگر قطر پولی محرک باریک‌تر و قطر پولی متحرک بیشتر شود، خودرو در لحظات اولیه حرکت قرار داشته و گشتاور خروجی بیشتر از دور خروجی می‌شود.

از مزایای استفاده از این سیستم هم می‌توان به کاهش مصرف سوخت تا 18 درصد نسبت به گیربکس‌های خودکار معمولی، انتقال روان‌تر و یکنواخت بدون وقفه قدرت موتور، کارایی دینامیکی بالاتر، شتاب گیری بهتر، کارکرد دائمی موتور در بهینه‌ترین دور موتور، اشاره کرد.

گیربکس Shift Tronic

گیربکس‌های شیفت ترونیک یا تیپ ترونیک نوع خاصی از جعبه دنده‌ها به شمار نمی‌روند، بلکه به عنوان یک تکنولوژی برای تعویض دنده‌ها شناخته می‌شوند. در گیربکس‌های اتوماتیک شیفت ترونیک بر خلاف گیربکس‌های اتوماتیک معمولی این امکان در اختیار راننده قرار می‌گیرید تا توسط اهرم تعویض دنده یا پدال‌های تعبیه شده در پشت فرمان، دنده را به صورت دستی سبک یا سنگین کند. در این نوع جعبه دنده اگر راننده اهرم تعویض دنده را در حالت تعویض دنده اتوماتیک قرار دهد، گیربکس به صورت اتوماتیک دنده مورد نظر را انتخاب و در زمان مناسب اقدام به درگیر کردن آن می‌کند، اما با قرار دادن اهرم دنده در وضعیت تعویض دنده دستی، با تعریف الگوهای خاص حرکتی برای اهرم دنده یا شیفترهای پشت فرمان، عمل تعویض دنده به صورت دستی توسط راننده انجام می‌پذیرد. البته در صورت عدم تعویض دنده توسط راننده و رسیدن دور موتور به محدوده قرمز رنگ دور موتور، جهت جلوگیری از آسیب رسیدن به موتور و اجزای داخلی جعبه دنده، ECU جعبه دنده به صورت خودکار وارد عمل شده و اقدام به سبک کردن دنده می‌کند.

به طور کلی گیربکس‌های شیفت ترونیک و تیپ ترونیک عمده جعبه دنده‌های الکترونیکی هستند که دیگر شرکت‌های تولید کننده خودرو در جهان، نام‌های اختصاصی برای آن‌ها انتخاب کرده و بر روی محصولات خود استفاده می‌کنند، اما عملکرد بیشتر آن ها شبیه به یکدیگر است که در این بین شرکت خودروسازی هیوندای جعبه دنده‌های شیفت ترونیک را با همین نام در محصولات تولیدی خود استفاده می‌کند.

گیربکس DCT ( دو کلاچه )

جعبه دنده‌های DCT یا به اصطلاح دو کلاچه نوعی از جعبه دنده‌های نیمه خودکار هستند که همچون جعبه دنده‌های دستی از مجموعه چند چرخ دنده تشکیل شده‌اند، با این تفاوت که از دو کلاچ برای قطع و وصل نیرو دو محور چرخ دنده‌های زوج و فرد استفاده می‌کنند که چرخ‌ دنده‌های فرد بر روی یک محور مجزا با یک کلاچ مجزا و چرخ دنده‌های زوج بر روی محوری دیگر با کلاچ مستقل در یک مجموعه قرار می‌گیرند. هر دو کلاچ به صورت هم مرکز و در راستای دو محور قرار گرفته‌اند که کلاچ بیرونی و بزرگ‌تر وظیفه تعویض و درگیری چرخ دنده‌های فرد را بر عهده داشته و کلاچ داخلی و کوچک‌تر هم عمل درگیری دنده‌های زوج را انجام می‌دهد. این نوع جعبه دنده‌ها معمولا در حالت تمام اتوماتیک کار می‌کنند که امکان تعویض دنده دستی را هم در اختیار راننده قرار می‌دهند.

عملکرد تعویض دنده‌ها نیز توسط حسگرها و تجهیزات الکتریکی-هیدرولیکی صورت می‌پذیرد که در حال حاضر در دو نوع پنج سرعته و شش سرعته بر روی محصولات تولیدی پورشه و نوع هفت سرعته آن هم توسط خودروسازن مختلف در خودروهای مسابقه و سوپر اسپرت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گیربکس X Tronic

X ترونیک گیربکس‌های مورد استفاده در محصولات تولیدی نیسان با اساس کار مشابه جعبه دنده‌های CVT هستند که توسط کامپیوترهای تعریف شده برای آن به صورت الکترونیکی کار خود را در قسمت تبدیل و انتقال دور انجام می‌دهد. گیربکس‌های CVT به طور کلی از اجزایی همچون پولی ورودی (محرک)، پولی خروجی (متحرک) و تسمه فلزی یا پلاستیکی تشکیل شده‌اند که پولی‌های ورودی و خروجی با شکلی مخروطی در راستای محور و موازی با یکدیگر بر روی محور خود نصب می‌شوند و توسط یک تسمه میانی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. زمانی که دو صفحه مخروطی شکل هر پولی به هم نزدیک می‌شوند، به دلیل سطح شیب دار مخروط‌ها، تسمه بر روی سطوح شیب دار حرکت کرده و به سمت بالا رانده می‌شود، در این هنگام، دو مخروط پولی دوم از هم دور شده و تسمه در باریک‌ترین قسمت پولی قرار می‌گیرد. در هنگام این عمل یعنی جمع شدن مخروط‌ها در پولی محرک و باز شدن مخروط‌ها در پولی متحرک، موجب چرخش کمتر پولی محرک و چرخش بیشتر پولی متحرک می‌شود که موجب افزایش دور و کاهش گشتاور می‌شود و بلعکس با دور شدن صفحات پولی محرک و جمع شدن صفحات مخروطی شکل پولی متحرک، گشتاور افزایش یافته و دور خروجی کاهش می‌یابد.

گیربکس Sequential

جعبه دنده‌های Sequential یا به عبارتی ساده‌تر گیربکس‌های متوالی یا پی در پی، یک نوع از گیربکس‌های دستی سنتی مورد استفاده در موتورسیکلت‌ها یا ماشین‌های مسابقه‌ای نیازمند دور بالا با امکان تعویض دنده سریع هستند که به صورت متوالی و پی در پی و با حرکت رو به جلو اهرم دنده و رو به عقب کشیدن آن، دنده زیاد یا کم می‌شود. این نوع گیربکس‌ها به صورت ساده در موتورسیکلت‌ها مورد استفاده قرار گرفته و به صورت پیشرفته‌تر و حرفه‌ای نیز در موتورسیکلت‌های سطح بالای خیابانی و مسابقه‌ای و خودروهای مسابقه‌ای و رالی برای تعویض دنده سریع در هر زمان مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع جعبه دنده به صورت ساده در چهار الی پنج دنده و به صورت حرفه‌ای و پیشرفته هم در شش یا هفت دنده با کلاچ‌های چند صفحه‌ای و جدیدا با کلاچ‌های هیدرولیکی ساخته می‌شوند.

گیربکس DSG

DSG جعبه دنده‌های اتوماتیک دو کلاچه فولکس واگن با قابلیت تعویض دنده دستی در دو مدل 6 سرعته و 7 سرعته هستند که از موارد استفاده آن می‌توان بر روی مدل بیتل به خصوص مدل تقویت شده ABT اشاره کرد. این نوع جعبه دنده به همراه کامپیوترهای مجزا برای سازماندهی الکترونیکی جعبه دنده، به دو کلاچ مجزا از هم بر روی دو محور زوج و فرد مجهز شده است که کلاچ اول برای دنده‌های فرد بر روی محور اول و کلاچ دوم برای درگیر کردن چرخ دنده‌های زوج بر روی محور دوم قرار گرفته‌اند که با درگیری یک کلاچ با محور خود، کلاچ دیگر چرخ دنده بعد را برای جایگزینی آماده می‌کند که باعث به حداقل رسیدن نیروی تلف شده در هنگام تعویض دنده می‌شود. این نوع گیربکس همچنین به دو حالت عادی و اسپرت مجهز شده و اهرم‌های تعویض دنده دستی یا پدال‌های تعبیه شده در پشت فرمان هم مکان تعویض دنده را به صورت دستی برای راننده فراهم کرده‌اند.