گیربکس اتوماتیک چگونه کار میکند؟

گیربکس اتوماتیک یک مکانیزم پیچیده است که در خودروها نقش انتقال قدرت از موتور به چرخ‌ها را بر عهده دارد. برخلاف گیربکس‌های دستی که در آنها راننده باید به صورت فیزیکی دنده‌ها را جابجا کند، در گیربکس اتوماتیک این کار به صورت خودکار و با استفاده از سیستم‌های مکانیکی، هیدرولیکی و الکترونیکی پیچیده انجام می‌شود.

اساس کار گیربکس اتوماتیک بر پایه یک مبدل گشتاور یا کلاچ هیدرولیکی است که نیروی محرکه موتور را به گیربکس منتقل می‌کند. این مبدل شامل پمپ و توربین در یک محفظه پر از روغن هیدرولیک است. سیستم کنترل الکترونیکی با استفاده از سنسورهای مختلف، شرایط رانندگی را تحلیل می‌کند و دنده‌ها را متناسب با آن به صورت خودکار تعویض می‌کند.

گیربکس اتوماتیک معمولا شامل مجموعه‌ای از قطعات مکانیکی، هیدرولیکی و الکترونیکی است که با هماهنگی با یکدیگر، تعویض دنده‌ها را به صورت خودکار انجام می‌دهند. این امر به راننده این امکان را می‌دهد که تنها بر روی گاز و ترمز تمرکز کند، در حالی که گیربکس بهترین دنده را برای شرایط رانندگی انتخاب می‌کند.

گیربکس اتوماتیک چگونه کار‌ می‌کند؟

گیربکس اتوماتیک با استفاده از یک سیستم پیچیده مکانیکی، هیدرولیکی و الکترونیکی کار می‌کند تا دنده‌ها را بدون نیاز به دخالت راننده تعویض کند. اجزای اصلی و نحوه عملکرد آن به شرح زیر است:

مبدل گشتاور (torque converter): این یک کلاچ هیدرولیکی است که نیروی محرکه را از موتور به گیربکس منتقل می‌کند. شامل یک پمپ متصل به موتور و یک توربین متصل به شفت ورودی گیربکس است که در یک محفظه پر از روغن هیدرولیک قرار دارند.

مجموعه کلاچ و بدنه دنده‌ها: شامل مجموعه‌ای از کلاچ‌های هیدرولیکی، محورهای دنده و دنده‌های مارپیچ است. کلاچ‌ها باز و بسته می‌شوند تا دنده‌های مختلف را انتخاب کنند.

بدنه کنترل هیدرولیکی: روغن را با فشار مناسب به کلاچ‌ها هدایت می‌کند تا آنها را کنترل کند.

واحد کنترل الکترونیکی (ECU): با دریافت داده‌ها از سنسورهای سرعت، دور موتور، بار و… زمان و دنده مناسب برای تعویض را تشخیص می‌دهد و دستورات لازم را به بدنه هیدرولیک می‌فرستد.

پیشنها دوره: آموزش مکانیک خودرو

فرآیند کار به این شکل است: موتور نیرو را به مبدل گشتاور می‌دهد. مبدل آن را به شفت ورودی گیربکس منتقل می‌کند. ECU با تحلیل شرایط، به بدنه هیدرولیک دستور می‌دهد کدام کلاچ‌ها را ببندد تا مسیر انتقال نیرو از طریق دنده‌های مناسب برقرار شود. این فرآیند به طور پیوسته برای تعویض دنده‌ها تکرار می‌شود.

نقش گیربکس در اتومبیل چیست؟

• افزایش گشتاور در سرعت‌های پایی
• معکوس کردن جهت حرکت
• انتقال قدرت به دیفرانسیل
• . انتخاب دنده مناسب

افزایش گشتاور در سرعت‌های پایین: در شروع حرکت یا در سربالایی‌ها، موتور نیاز به گشتاور زیادی دارد. گیربکس با افزایش نسبت دنده، گشتاور بیشتری را به چرخ‌ها منتقل می‌کند.

انتخاب دنده مناسب: با تغییر دنده‌ها، گیربکس همیشه بهترین نسبت دنده را برای شرایط رانندگی فراهم می‌کند تا موتور در محدوده مطلوب قدرت و گشتاور کار کند.

معکوس کردن جهت حرکت: یک دنده معکوس در گیربکس، جهت چرخش چرخ‌ها را برعکس می‌کند تا خودرو عقب برود.

انتقال قدرت به دیفرانسیل: گیربکس نیروی محرکه را از موتور به محور دیفرانسیل منتقل می‌کند تا به چرخ‌های محرک برسد.

در مجموع، گیربکس با مدیریت انتقال قدرت از موتور موجب حداکثر کارایی، کنترل و راحتی در رانندگی می‌شود. انتخاب دنده مناسب در هر لحظه، هم مصرف سوخت را بهینه می‌کند و هم عملکرد موتور را در بهترین شرایط نگه می‌دارد.

نحوه کار گیربکس دستی و اتوماتیک چگونه است؟

در این بخش به نحوه کار گیربکس دستی و اتوماتیک می‌پردازیم:

 گیربکس دستی

کلاچ

• عملکرد: کلاچ وسیله‌ای است که موتور را به گیربکس متصل و جدا می‌کند. با فشردن پدال کلاچ، اتصال بین موتور و گیربکس قطع می‌شود تا دنده‌ها بتوانند بدون آسیب تغییر کنند.
•  اجزاء: شامل دیسک کلاچ، صفحه کلاچ و دو شاخه کلاچ می‌شود.

تعویض دنده

•  عملکرد: تعویض دنده به صورت دستی توسط راننده انجام می‌شود. با حرکت دسته دنده، چرخ دنده‌های مختلفی در گیربکس با هم درگیر می‌شوند.
• فرآیند: راننده ابتدا کلاچ را فشرده، سپس دسته دنده را به دنده مورد نظر حرکت می‌دهد و در نهایت کلاچ را رها می‌کند تا دنده درگیر شود.

مکانیزم داخلی گیربکس

•  چرخ دنده‌ها: گیربکس دستی دارای مجموعه‌ای از چرخ دنده‌ها است که نسبت‌های مختلفی از سرعت و گشتاور را فراهم می‌کنند.
•  همگام‌سازها: این قطعات کمک می‌کنند تا چرخ دنده‌ها به نرمی و بدون صدا درگیر شوند.

کنترل راننده

مستقیم: راننده کنترل کامل بر روی تغییر دنده‌ها دارد و می‌تواند بهترین دنده را بر اساس شرایط رانندگی انتخاب کند.

 گیربکس اتوماتیک

مبدل گشتاور

• عملکرد: مبدل گشتاور، معادل کلاچ در گیربکس دستی است و وظیفه دارد تا به صورت خودکار موتور را به گیربکس متصل و جدا کند.
• اجزاء: شامل پمپ، توربین و استاتور می‌شود که با استفاده از روغن هیدرولیک کار می‌کنند.

پیشنهاد دوره: آموزش برق خودرو

تعویض دنده خودکار

•  عملکرد: تعویض دنده در گیربکس اتوماتیک به صورت خودکار و بر اساس شرایط رانندگی (مانند سرعت خودرو و فشار بر پدال گاز) انجام می‌شود.
•  فرآیند: یک واحد کنترل الکترونیکی (ECU) مسئول تشخیص زمان مناسب برای تعویض دنده و اجرای آن است..

واحد کنترل الکترونیکی (ECU)

کنترل هوشمند: ECU با استفاده از حسگرهای مختلف و الگوریتم‌های پیچیده، بهترین زمان برای تعویض دنده را تعیین می‌کند تا عملکرد بهینه و مصرف سوخت بهینه‌ای داشته باشد.

با توجه به این توضیحات، می‌توان گفت که هر دو نوع گیربکس مزایا و معایب خاص خود را دارند و انتخاب بین آن‌ها بستگی به نیازها و ترجیحات راننده دارد. گیربکس دستی بیشتر برای کسانی مناسب است که به کنترل مستقیم و رانندگی پویا علاقه‌مند هستند، در حالی که گیربکس اتوماتیک راحتی و سهولت استفاده بیشتری را ارائه می‌دهد.

 انواع گیربکس اتوماتیک

گیربکس‌های اتوماتیک به چند نوع مختلف تقسیم می‌شوند که هر کدام دارای ویژگی‌ها و مکانیزم‌های خاص خود هستند. انواع اصلی گیربکس اتوماتیک شامل گیربکس‌های اتوماتیک هیدرولیکی (AT)، گیربکس‌های اتوماتیک متغیر پیوسته (CVT)، گیربکس‌های دوکلاچه (DCT) و گیربکس‌های نیمه‌اتوماتیک (AMT) است.

همچنین بخوانید: نام قطعات خودرو با عکس

گیربکس‌های هیدرولیکی از چرخ دنده‌های سیاره‌ای و مبدل گشتاور استفاده می‌کنند. گیربکس‌های CVT از یک سیستم تسمه و پولی برای ایجاد نسبت دنده‌های بی‌نهایت استفاده می‌کنند که به نرمی تغییر دنده کمک می‌کند. گیربکس‌های دوکلاچه دارای دو کلاچ جداگانه برای دنده‌های زوج و فرد هستند که تعویض دنده سریع‌تر و کارآمدتری را فراهم می‌کنند. گیربکس‌های نیمه‌اتوماتیک با استفاده از سیستم‌های الکترونیکی و مکانیکی، تعویض دنده را بدون نیاز به پدال کلاچ انجام می‌دهند.

 اجزای اصلی گیربکس اتوماتیک

این نوع گیربکس ها از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که هر کدام نقش مهمی در عملکرد کلی سیستم دارند. از مهم‌ترین اجزای گیربکس اتوماتیک می‌توان به مبدل گشتاور، چرخ دنده‌های سیاره‌ای، کلاچ‌های چند صفحه‌ای، باندها، پمپ هیدرولیک، واحد کنترل الکترونیکی (ECU) و سنسورها اشاره کرد.

مبدل گشتاور برای انتقال نیرو از موتور به گیربکس و نرم کردن تعویض دنده استفاده می‌شود. چرخ دنده‌های سیاره‌ای نسبت‌های دنده مختلف را فراهم می‌کنند. کلاچ‌ها و باندها برای قفل و آزاد کردن چرخ دنده‌ها و انتقال نیرو در داخل گیربکس به کار می‌روند. پمپ هیدرولیک فشار مورد نیاز برای عملکرد سیستم هیدرولیک را تأمین می‌کند و ECU با کمک سنسورها کنترل دقیق تعویض دنده را بر عهده دارد.

 نقش هیدرولیک در جعبه دنده اتوماتیک

سیستم هیدرولیک نقش اساسی در عملکرد گیربکس‌های اتوماتیک دارد. این سیستم از طریق انتقال نیرو و فشار هیدرولیک، اجزای مختلف گیربکس را کنترل می‌کند. هیدرولیک در گیربکس اتوماتیک برای فعال‌سازی کلاچ‌ها و باندها، تغییر نسبت دنده‌ها و کنترل مبدل گشتاور به کار می‌رود.

همچنین بخوانید: کدام فیوز باعث روشن نشدن ماشین میشود

فشار هیدرولیک توسط پمپ هیدرولیک تولید و از طریق شبکه‌ای از کانال‌ها و شیرها به اجزای مختلف گیربکس منتقل می‌شود. کنترل دقیق فشار هیدرولیک به ECU و سنسورها امکان می‌دهد که تعویض دنده‌ها به نرمی و کارآمدی انجام شود.

 نقش پمپ در جعبه دنده اتوماتیک

پمپ هیدرولیک یکی از اجزای حیاتی گیربکس اتوماتیک است که وظیفه تأمین فشار هیدرولیک مورد نیاز برای عملکرد سیستم هیدرولیک را بر عهده دارد. این پمپ معمولاً به موتور متصل است و با چرخش آن، روغن هیدرولیک را از مخزن به سیستم هیدرولیک پمپاژ می‌کند.

فشار تولید شده توسط پمپ هیدرولیک برای فعال‌سازی و کنترل کلاچ‌ها، باندها و دیگر اجزای داخلی گیربکس استفاده می‌شود. بدون فشار کافی، گیربکس قادر به تعویض دنده به درستی نخواهد بود. بنابراین، عملکرد صحیح پمپ هیدرولیک برای کارکرد بهینه و دوام گیربکس اتوماتیک بسیار مهم است.

همچنین بخوانید: معرفی انواع پمپ اتوماتیک

 نقش ECU و سنسورها در جعبه دنده اتوماتیک

واحد کنترل الکترونیکی (ECU) و سنسورها نقش حیاتی در کنترل و مدیریت گیربکس اتوماتیک دارند. ECU یک کامپیوتر کوچک است که با استفاده از اطلاعات دریافتی از سنسورها، شرایط رانندگی و وضعیت گیربکس را تحلیل کرده و تصمیمات لازم برای تعویض دنده را می‌گیرد.

سنسورها اطلاعاتی مانند سرعت خودرو، فشار روغن، دمای گیربکس و موقعیت پدال گاز را به ECU ارسال می‌کنند. ECU با استفاده از این اطلاعات، زمان و نحوه تعویض دنده را تعیین کرده و فرمان‌های لازم را به سیستم هیدرولیک و الکترومکانیکی گیربکس ارسال می‌کند. این هماهنگی بین ECU و سنسورها باعث می‌شود که گیربکس اتوماتیک به طور هوشمندانه و کارآمد عمل کند و تجربه رانندگی نرمی را فراهم آورد.

پیشنهاد دوره: آموزش تعمیرات ایسیو

مزیت گیربکس اتوماتیک عدم نیاز به دخالت فیزیکی راننده برای تعویض دنده است که رانندگی را راحت‌تر می‌کند.