نحوه عملکرد جعبه دنده اتوماتيك

اهرم تعويض حالت جعبه دنده اتوماتیک (گیربکس اتوماتیک) با توجه به شكل (1) دارای حالت  های مختلفی می باشد .
توجه : در اكثر خودروها شرط تغيير وضعيت اهرم تعويض حالت  جعبه دنده اتوماتیک (گیربکس اتوماتیک)  فشار دادن پدال ترمز می باشد .

اهرم تعويض حالت گيربكس اتوماتيك

شكل 1- اهرم تعويض حالت گیربکس اتوماتیک

 

حالت های مختلف اهرم تعويض حالت جعبه دنده اتوماتیک (گیربکس اتوماتیک):

  • P: به معني Parking  مي باشد . در اين وضعيت شفت خروجي گيربكس توسط ضامني قفل شده و از حركت خودرو جلوگيري مي كند .
  • R: به معني Reverse يا دنده عقب مي باشد . پس از قرار گيري اهرم تعويض حالت در اين موقعيت با رها كردن پدال ترمز ، خودرو به سمت عقب حركت مي كند.
  • N: به معني Neutral يا خلاص مي باشد . در اين حالت گيربكس در وضعيت خلاص قرار مي گيرد .
  • D: به معني Drive يا حركت مي باشد . با قرارگيري اهرم تعويض حالت در اين موقعيت ، با رها كردن پدال ترمز ، خودرو شروع به حركت به سمت جلو مي كند و به صورت اتوماتيك با افزايش سرعت خودرو گيربكس نيز در دنده های بعدي قرار مي گيرد.

به طور مثال در يك گیربکس اتوماتیک چهار سرعته ، با قرارگيري اهرم در وضعيت D  ابتدا گيربكس در دنده يك قرار گرفته و به تدريج با افزايش سرعت خودرو ، گيربكس در دنده هاي 2 و3 و4 قرار مي گيرد.

2: در اين وضعيت عبارات مختلفي مانند 2 ، 2D ، 2L ، 2S و غيره نوشته مي شود و بدين معناست كه گيربكس فقط مجاز به استفاده از دنده هاي يك و دو مي باشد . اين وضعيت خاص حركت خودرو در سرازيري هاي ملايم مي باشد.
L: در اين موقعيت نيز عبارات متفاوتي مانند 1 ، 1D ، 1L ، 1S  و غيره نوشته مي شود و به اين معناست كه گيربكس فقط مجاز به استفاده از دنده يك مي باشد . اين وضعيت خاص حركت خودرو در سرازيري هاي تند مي باشد .
در گيربكس اتوماتيك امروزی به دليل استفاده از كنترلرهاي الكتريكي و الكترونيكي ، قابليت ديگري نيز به اهرم تعويض حالت اضافه شده است . اين قابليت كه با حرف M ، مطابق شكل(2) نشان داده مي شود به معني Manual يا تعويض دندة دستي گیربکس اتوماتیک در زمان مناسب و به دلخواه راننده مي باشد و به اين نوع گيربكس هاي اتوماتيك Tip Tronic گفته مي شود .

اهرم تعويض حالت گيربكس اتوماتيك از نوع Tip Tronic

شكل 2- اهرم تعويض حالت گیربکس اتوماتیک از نوع Tip Tronic

در اين حالت با قراردادن اهرم تعويض حالت در وضعيت M ، ابتدا گيربكس در دنده يك قرار مي گيرد ، هر زماني كه نياز به استفاده از دندة دو توسط راننده احساس شد ، كافي است ضربه اي ملايم به اهرم تعويض درجهت رو به جلو اعمال شود ، از اين رو گيربكس در دندة دو قرار مي گيرد و با اعمال ضربات رو به جلو بعدي به اهرم تعويض حالت گيربكس ، جعبه دنده در دنده هاي سه و چهار نيز قرار مي گيرد .
چنانچه نياز با كاهش دنده باشد ، كافي است كه راننده ضربه ای ملايم در جهت رو به عقب به اهرم تعويض اعمال كند ، از اينرو گيربكس درهردنده اي كه باشد به يك دنده پايين تر تغيير وضعيت مي دهد .

 وضعيت  Sport  و Snow 

Snow : دركنار اهرم تعويض حالت كليدی قرار مي گيرد که كنار آن علامت يخبندان  ، برف يا برفك حك شده است . با فشار دادن اين كليد چراغ يا LED پشت آن روشن مي شود و حاکی از قرار گرفتن گيربكس در شرايط برفی می باشد . در اين حالت شروع به حركت خودرو به جهت جلوگيری از سرخوردن ، از دنده دو آغاز شده و عمل تعويض دنده در دورهاي (دور موتور) پايين تر انجام مي گيرد و شتابگيری خودرو نيز كاهش می يابد . در این حالت از لغزش چرخ های محرک خودرو بر روی سطح جاده جلوگیری می شود .
Sport : اين كليد با علامت S دركنار اهرم تعويض قرار گرفته و در صورت فعال شدن علاوه بر روشن شدن چراغ يا LED داخل آن،گيربكس اتوماتيك در وضعيت Sport قرار مي گيرد . در اين شرايط عمل تعويض دنده در دورهاي (دور موتور) بالاتر صورت گرفته كه منجر به شتابگيري بيشتر شده و مصرف سوخت و آلودگي نیز افزایش می یابد .
لازم به ذکر است که در گیربکس های Tip Tronic ، به دلیل وجود حالت دستی یا M ، حالت های 1L و 2L حذف شده و راننده با استفاده از حالت دستی می تواند گیربکس را به طور دلخواه در هر دنده ای قرار دهد .
براي تعويض دنده اتوماتيك درگيربكس هاي اتوماتيك از مكانيزم خاصي استفاده مي شود كه از چند چرخ دنده تشكيل شده و اصطلاحاً به آنها مجموعه چرخ دنده خورشيدی [1] گفته می شود. مجموعه خورشيدی ساده در شكل (3) نشان داده شده است . [1] Planetary Gear
مجموعه چرخ دنده خورشيدي ساده

این مطلب را حتما بخوانید  اندازه گیری لقی شعاعی دنده پینیون مجموعه قفسه گیربکس اتوماتیک

1-محور چرخ دنده های هرزگرد كه قفسه[1] گفته مي شود  2-شفت قفسه  3-خورشيدي  4-هرزگرد  5-رينگي

شكل3- مجموعه چرخ دنده خورشيدی ساده [1] Carrier

در مجموعه های خورشيدی مطابق شكل (3) محور سه چرخ دنده هرزگرد (4) را به هم وصل كرده و به آن قفسه می گويند . تعداد هرزگردها می تواند 2 ،3 يا چهار چرخ دنده باشد .
شكل (4) نيز مجموعه خورشيدی ساده را از نمايی ديگر نشان می دهد .
مجموعه چرخ دنده خورشيدی ساده

1- رينگی 2- خورشيدی 3- قفسه

شكل 4- مجموعه چرخ دنده خورشيدی ساده

از آنجائيكه مجموع چرخ دنده خورشيدی داراي سه عضو بوده كه با يكديگر در تعامل مي باشند لذا برای انتقال قدرت توسط اين مجموعه بايد يك عضو را ثابت نمود تا تكيه گاه عضو ورودی يا محرك شده و از طریق عضو خروجي يا متحرك قدرت منتقل شود .
رابطه (2-2) حاكم بر عملكرد مجموعه چرخ دنده خورشيدی ساده مي باشد :

blank

ZR : تعداد دندانه رينگی

Zs : تعداد دندانه خورشيدی

n R : تعداد دور رينگی

n s : تعداد دور خورشيدی

n c : تعداد دور قفسه

نكته : چنانچه به جای هر كدام از چرخ دنده های هرزگرد درمجموعه چرخ دنده خورشيدی ساده از دو چرخ دنده هرزگرد استفاده شود ، نوع ديگري از مجموعه چرخ دنده خورشيدی بدست مي آيد كه به آن مجموعه چرخ دنده خورشيدی دوبل معروف بوده و در شكل (5) و (7) قابل ملاحظه مي باشد رابطه حاكم بر اين نوع مجموعه خورشيدي به صورت رابطة (3-2) می باشد .

blank
blank

شکل 5-مجموعه خورشیدی دوبل

براي بررسی عملكرد مجموعه خورشيدی ساده ، مطابق ذیل يكی از اعضا را ورودی يا محرك در نظر گرفته ، عضوی ديگر را خروجی يا متحرك و عضو سوم را ثابت كرده و نسبت انتقال بدست مي آيد :
حالت اول : كاهش دور – افزايش گشتاور و تعويض جهت دور
در اين حالت خورشيدی محرك ، رينگی متحرك و قفسه را ثابت در نظر گرفته و از طريق رابطه 1 نسبت دنده استخراج مي گردد .
تعداد دورچرخ دنده متحرك /تعداد دورچرخ دنده محرك = تعداد دندانه چرخ دنده محرك/تعداد دندانه چرخ دنده متحرك =i
blank
قفسه ثابت می باشد بنابراين NC=0 و درنتيجه :
blank
در اين وضعيت با توجه به علامت منفی ، جهت دورعوض مي شود و با توجه به اينكه ZR/ZS عددی بزرگتر از يك می باشد ، دور كاهش و گشتاور افزايش مي يابد. ازاين حالت مي توان به عنوان دنده عقب استفاده كرد :
حالت دوم : افزايش دور – كاهش گشتاور و تعويض جهت دور
در اين وضعيت خورشيدی متحرك ، رينگی محرك و قفسه را ثابت در نظر گرفته و از طريق رابطة (2-2) نسبت دنده استخراج مي شود :
blank
با ثابت بودن قفسه بنابراين n=0 :
blank
در اين حالت نيز با توجه به علامت منفی ، جهت دور عوض مي شود . با توجه به اينكه ZS/ZR عددي كوچكتر از يك مي باشد ، دور افزايش يافته و گشتاور كاهش می يابد . از اين حالت نمي توان درخودرو بعنوان دنده عقب استفاده نمود به خاطر آنکه سرعت زیاد می باشد .
حالت سوم : كاهش دور- افزايش گشتاور بدون تغيير جهت دور
در حالت سوم خورشيدی محرك ، قفسه متحرك و رينگي را ثابت در نظر گرفته و با توجه به رابطة (2-2) نسبت دنده بدست مي آيد :
چون رينگی ثابت است بنابراين nR=0 :
blank
در اين حالت با توجه به علامت مثبت جهت دور عوض نمی شود و چون مقدار عددی بزرگتر از يك است دور كاهش و گشتاور افزايش می يابد. از اين حالت می توان به عنوان دنده يك استفاده نمود.
حالت چهارم : افزايش دور – كاهش گشتاور و بدون تغيير جهت دور
در اين حالت، خورشيدی متحرك ، قفسه محرك و رينگی را ثابت درنظرگرفته و با توجه به رابطه (2-2) نسبت دنده  در جعبه دنده اتوماتیک بدست می آيد .
blank
چون رينگی ثابت است بنابراين nR=0 :
blank
در ان حالت نيز جهت دور عوض نمي شود ولي چون مقدار  عددی كوچكتر از يك است دور افزايش وگشتاور كاهش می يابد . از اين حالت می توان به عنوان Over Drive استفاده كرد .
حالت پنجم : كاهش دور – افزايش گشتاور ، بدون تغيير جهت دور
در اين حالت خورشيدی ثابت ، رينگی محرك و قفسه را متحرك در نظر گرفته و با توجه به رابطه (2-2) نسبت دنده استخراج مي گردد.
blank
با توجه به اينكه خورشيدی ثابت است بنابراين ns=0 :
blank
با توجه به علامت مثبت جهت دور عوض نمی شود و چون مقدار عددی بزرگتر از يك مي باشد ، دوركاهش و گشتاور افزايش مي يابد . از اين حالت مي توان بعنوان دندة دو استفاده نمود.
حالت ششم : افزايش دور- كاهش گشتاور بدون تغيير جهت دور
در اين وضعيت خورشيدی ثابت ، رينگی متحرك و قفسه را محرك در نظر گرفته و با توجه به رابطة (2-2) نسبت دنده محاسبه مي گردد :
blank
با توجه به ثابت بودن خورشيدی بنابراين ns=0 :
blank
با توجه به علامت مثبت جهت دور عوض نمی شود و به دليل كمتر از يك بودن مقدار  دور افزايش و گشتاور كاهش مي يابد . از اين حالت مي توان به عنوان Over Drive استفاده نمود.
حالت هفتم : انتقال قدرت مستقيم
در اين حالت دو عضو را به طور همزمان محرك كرده و عضو سوم را متحرك در نظر گرفته و با توجه به رابطه (2-2) نسبت دنده محاسبه می گردد .
به طور مثال خورشيدی و رينگ را محرك و قفسه متحرك در نظر گرفته می شود :
blank
يكي از شرايط رابطه فوق را به دلخواه مطابق ذيل در نظر گرفته :
blank
و با توجه به اينكه خورشيدی و رينگی محرك هستند ، بنابراين دور اين دو عضو با هم برابر مي باشد .
با توجه به رابطه (2-2) :
blank
blank
در اين حالت دور و گشتاور تغيير نكرده و دور و گشتاور ورودی از عضو خروجی بدون تغيير در مقدار قدرت و جهت ، خارج مي گردد . از اين حالت بعنوان دندة مستقيم ( دنده 3 و4) مي توان استفاده نمود.
چنانچه در مجموع چرخ دنده خورشيدی هيچ عضوی ثابت نباشد ولی عضو محرك وجود داشته باشد مجموعه در وضعيت خلاص قرارگرفته و انتقال قدرت صورت نمی پذيرد.
به طور خلاصه عملكرد يك مجموعه خورشيدی ساده مطابق جدول (2-2) مي باشد .
blank

این مطلب را حتما بخوانید  معرفی مجموعه خورشیدی Wilson گیربکس اتوماتیک

جدول 2-2- عملكرد مجموعه خورشيدی ساده

بايد توجه كرد كه در عمل به دليل آنكه نمی توان جای شفت خروجی و ورودی را عوض کرد ،  و شفت خروجی از طرفی همواره به یکی از اعضای مجموعه خورشیدی وصل بوده و از طرفی به میل گاردان یا پینیون دیفرانسیل به طور دائم متصل می باشد ، نمی توان آن را به عنوان ورودی هم در نظر گرفت ، از اينرو از هفت حالت فوق مي توان ، از سه وضعيت آن استفاده نمود .
بنابراین با یک مجموعه خورشیدی ، گیربکس حداکثر سه دنده خواهد داشت ، به جهت افزايش تعداد دنده در جعبه دنده اتوماتیک (گيربكس های اتوماتيك) از تركيب چند مجموعه خورشيدی استفاده مي شود .
عمل تثبيت ، محرك و متحرك نمودن اعضا توسط كلاچ های چند صفحه ای و باندهای ترمزی صورت می گيرد . اين كلاچ ها و باندها ، فرمان خود را به صورت هيدروليكی يا الكتروهیدروليكی براساس الگوريتم كاملاً مشخصی دريافت كرده و عمل تعويض دنده در جعبه دنده اتوماتیک را انجام می دهند .

نویسنده صیاد نصیری

گروه فنی مهندسی ایمگ

برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.
فهرست