دسته: گیربکس

گیربکس واریوماتیک توسط شرکت خودرو سازی داف در سال ۱۹۵۸ ارائه شده است. گیربکس واریوماتیک ساده ترین دستگاه انتقال قدرت اتوماتیک بوده که اساس آن بر گریز از مرکز استوار می باشد. در ابتدای کار دو قسمت چرخ تسمه متحرک به وسیله نیروی فنر کاملاً به هم نزدیک شده قطر موثر آن افزایش میابد. چون طول تسمه ثابت است وقتی قطر چرخ تسمه متحرک افزایش یابد قطر چرخ تسمه محرک کمتر می شود.

بنابراین در ابتدای کار موتور با دور زیادو گشتاور نسبتاً زیاد محور متحرک را با دور کم و گشتاور نسبی زیاد به حرکت در می آورد. وقتی دور چرخ ها که متصل به چرخ تسمه متحرک می باشد افزایش یابد این افزایش دور عیناً به چرخ تسمه محرک و موتور تاثیر گذارده در نتیجه وزنه ها به خارج از مرکز پرتاب می شوند. در اثر پرتاب وزنه ها دو قسمت چرخ تسمه محرک به یک دیگر نزدیک شده قطر موثر آن افزایش میابد. با ثابت بودن طول تسمه قطر چرخ متحرک کاهش یافته دور محور خروجی متناسب با افزایش دور موتور اضافه می شود. از گیربکس واریوماتیک اخیراً برای سیستم انتقال قدرت موتورسیکلها نیز استفاده می شود.

گیربکس و وارسی رنگ روغن آن یکی دیگر از راههای پی بردن به خرابی گیربکس است. روغن جعبه دنده عموما در حالت عادی سرخ‌رنگ می باشد اما اگر به هر دلیلی رنگش تغییر کند باید مشکل را جدی بگیریم و در صدد رفع آن باشیم.

سلامت روغن گیربکس اتوماتیک از اهمیت بسزایی برخوردار است. افت کیفیت روغن و کهنه‌شدن آن به مرور زمان تاثیر بسزایی بر رفتار جعبه دنده می‌گذارد و موجب کندی و ضربه هنگام تعویض دنده می‌شود. روغن گیربکس عموما در حالت عادی سرخ‌رنگ می باشد اما می‌تواند به حالت‌های زیر تغییر رنگ بدهد:

۱- رنگ صورتی یا قهوه‌ای کدر: این حالت وقتی رخ می‌دهد که رادیاتور روغن جعبه دنده در داخل رادیاتور اصلی پیشرانه دچار نشتی شده است و با مایع خنک‌کننده پیشرانه مخلوط شده باشد. در این حالت باید جعبه دنده یا همان گیربکس برای تمیزکاری و سرویس به طور کامل باز شده و قطعات حساس آن نظیر صفحات کلاچ، اورینگ‌ها و واشرها و… بررسی شوند و درصورت نیاز تعویض گردند.

۲- قهوه‌ای یا سیاه: حکایت از کهنگی یا آلوده‌بودن روغن دارد. همواره وجود مقدار ناچیز براده فلز و گرد لنت در روغن داخل سینی طبیعی است اما وجود قطعات پریده و شکسته حکایت از خرابی‌های سنگین می‌دهد. در این حالت روغن گیربکس باید به طور کامل تعویض شود و بسیاری از قسمت‌ها نیز نظیر مجراها و مبدل گشتاور باید تمیز شوند.

۳- روغن تیره به همراه بوی سوختگی: نشان از بکسواد کردن، داغ شدن و سوختن صفحات کلاچ دارد. در این صورت این ذرات در کل جعبه دنده چرخیده‌اند که موجب گیجی و تاخیر قابل توجه گیربکس در تعویض دنده می‌شوند چرا که موجب اختلال در عملکرد شیرهای بلوک هیدرولیک می‌شوند.  با چکاندن روغن روی دستمال کاغذی می‌توان بررسی کرد که شرایط روغن گیربکس مناسب است یا نه. اگر پس از چکاندن روغن با رنگ سرخ یا قهوه‌ای روشن جذب دستمال شده و ذرات جامد باقی بگذارد، یعنی روغن سالم است و تنها به ذرات جامد آلوده شده اما اگر لکه تیره کوچکی روی دستمال بگذارد یعنی عمر مفید روغن به پایان رسیده و دیگر خواص اولیه خود را ندارد.

گیربکس های آویز به دلیل قابلیت چند محور بودن توانایی ایجاد نسبت های تبدیل بالایی را دارند که به موازات این مسئله قابلیت ایجاد گشتاور های بالایی را نیز دارند و در مواردی که نیاز به گشتاورهای بالا و کارکرد به صورت دائم کار می باشد، همانند دستگاه های میکسر و یا سیستم های محرک خطی در جرثقیل های سقفی چند کاره انتخاب بسیار عالی می باشند.

گیربکس های آویز مانند گیربکس های هلیکال ساختار چرخ دنده هایی با امتداد پروفیل مورب نسبت به امتداد شفت دارند تنها تفاوتشان در این است که دارای ساختار چند محوری به صورت موازی می باشند.

همچنین این نوع از جعبه دنده ها به دلیل داشتن حجم بالایی از روغن به صورت دائمی دارای ظرفیت حرارتی بالایی نسبت به سایر جعبه دنده های هلیکال هستند که این امر خود باعث بالا رفتن عمر کارکرد گیربکس و عدم تخریب زود هنگام دنده ها می شود.

در استفاده از گیربکس مانند بسیاری از دستگاه ها باید یک سری نکات را رعایت کنیم تا نتیجه مناسب را بدست آوریم.

قبل از راه اندازی گیربکس اطمینان حاصل نمایید که سطح روغن درست بوده و لزاجت روغن برای نوع بار مصرفی صحیح می باشد. وقتی جعبه دنده ها را با گریس ترکیبی روغن کاری کرده باشید نیاز به نگهداری بعدی نیست. در حالی که وقتی روغن معدنی استفاده کرده باشید توصیه می شود که: روغن را پس از ۵۰۰ یا ۱۰۰۰ ساعت کار اولیه عوض کرده و بهتر است درون گیربکس ها را شستشو نمایید.

در فواصل زمانی منظم سطح روغن را بررسی کنید و روغن را پس از ۴۰۰۰ ساعت کار تعوض نمایید. اگر از روغن ترکیبی استفاده کرده اید باید آن را پس از ۸۰۰۰ ساعت کار عوض کنید. در صورتی که قرار است گیربکس در هوای خیلی مرطوب به مدت زیاد بماند بهتر است آنرا  پر از روغن کنید، طبیعتا باید برای راه اندازی مجدد گیربکس سطح روغن را به مقدار مطلوب برسانید.

جعبه دنده باید محکم به یک پایه مسطح پیچ شود تا ارتعاش نکند. اگر احتمال ضربه، بار بیش از حد یا گریپاژ می دهید، از کوپلینگ های هیدرولیکی، محدود کننده های گشتاور نیرو، کلاچ و غیره استفاده کنید. اگر می خواهید جعبه دنده را رنگ بزنید، کاسه نمدها را بپوشانید تا از خراب شدن آنها جلوگیری کنید.

گیربکس های حلزونی سری VF دارای محور حلزونی از جنس فولاد آلیاژی هستند و سخت کاری شده می باشند تا بازدهی بهتری بدست دهند. چرخ حلزون از جنس برنز ریخته گری شده است که با کیفیت مواد ضمانت شده مطابقت دارد. و محور ورودی گیربکس حلزونی VF با استفاده از چرخ زنجیر، پولی، مکانیزم های دستی و یا کوپلینگ با موتور به چرخش در می آید.

جنس پوسته برای مدلهای ۶۲ تا ۲۵۰ از چدن سخت کاری شده می باشد و برای مدل های ۳۰ تا ۴۹ از آلومینیوم می باشد.

گیربکس های اتوماتیک را می‌توان به ۳ بخش کلی تقسیم کرد؛ مبدل گشتاور، بلوک هیدرولیک و مجموعه دنده‌ها و کلاچ‌ها.
مبدل گشتاور یا توربین، رابط میان پیشرانه و گیربکس است که از ۲ توربین (روتور) اصلی تشکیل شده است. یکی از توربین‌ها از میل‌لنگ دور گرفته و با ایجاد جریان گردابی در روغن هیدرولیک، توربین دوم را که به جعبه دنده  متصل است، به گردش در‌می‌آورد. حد‌فاصل این توربین‌ها، استاتور قرار گرفته که با تغییر جهت سیال خروجی از پره‌های توربین‌ها، نیروی کمکی برای مجموعه را فراهم می‌کند.

علاوه بر این گیربکس های اتوماتیک علی‌رغم تمام مزایای که دارند، به دلیل ساختار پیچیده، فرآیند عیب‌یابی دشواری دارند و البته ‌هنگام بروز خرابی گیربکس و در نهایت خودرو، خودرو جرثقیلی می‌شود.

در نتیجه به دلیل این نوع طراحی، مبدل گشتاور قادر به بکسواد‌ کردن و قفل‌کردن است که موجب می‌شود دیگر نیازی به کلاچ جهت قطع و وصل‌کردن ارتباط پیشرانه و جعبه دنده هنگام توقف یا تعویض دنده نباشد. گشتاور پیشرانه از طریق مبدل گشتاور به خود گیربکس می‌رسد. گیربکس های اتوماتیک شامل مجموعه‌ای از دنده‌ها و کلاچ‌ هاست که توسط مجموعه بلوک هیدرولیک کنترل می‌شود. هرکدام از دنده‌ها در واقع یک مجموعه دنده سیاره‌ای و خورشیدی هستند که با ضریبی معین انتقال دور را انجام می‌دهند و هنگامی درگیر می‌شوند که بلوک هیدرولیک مسیر کانال روغن کلاچ آنها را باز کند.

با کلاچ‌کردن هر دنده، مجموعه خورشیدی و دنده سیاره‌ای آن قفل شده و شروع به انتقال دور می‌کند. بلوک هیدرولیک در واقع یک مجموعه سوپاپ و کانال می باشد که فشار روغن مورد نیاز خود را از پمپ هیدرولیک جعبه دنده و انباره روغن تامین می‌کند. در شرایط مختلف رانندگی، بلوک هیدرولیک با باز و بسته کردن سوپاپ‌های خود و هدایت روغن از طریق کانال‌های مختلف، کلاچ هر یک از دنده‌های مورد نیاز را درگیر می‌کند تا امکان رانندگی با دنده مناسب فراهم شود. بسته به سطح تکنولوژی به کار رفته، مکانیسم بلوک هیدرولیک مختلف است. در گیربکس‌های قدیمی‌تر، بلوک هیدرولیک از قطعه‌ای به نام گاورنر فرمان می‌گیرد. گاورنر یک حسگر مکانیکی حساس به سرعت دوران است.

هر چه گاورنر سریع‌تر بچرخد، نیروی گریز از مرکز وزنه‌های آن را از هم بازتر می‌کند و موجب می‌شود که گاورنر فشار روغن بلوک هیدرولیک را بالا برده و سوپاپ‌های آن را به سمت دنده‌های بالاتر باز کند. با افت سرعت دوران، عکس این قضیه رخ می‌دهد و دنده‌ها معکوس می‌شوند. در گیربکس‌های جدید، کنترل بلوک هیدرولیک کاملا الکترونیکی بوده و سوپاپ‌های آن برقی می باشد.

کنترل یونیت جعبه دنده به کمک سنسورهای مختلفی که روی گیربکس دارد، اشراف کاملی به شرایط آن داشته و دنده صحیح را انتخاب می‌کند. حالت کاری گیربکس نیز به وسیله اهرم دنده توسط راننده تعیین می‌شود که یونیت جعبه دنده و بلوک هیدرولیک برمبنای آن عمل می‌کنند.

گیربکس های دور متغیر در صنایع تولید قطعات پلاستیکی، رنگ رزی های نخ و پارچه، ماشین های نخ ریسی، انواع نوار نقاله ها و نوارهای خطی حمل کننده مواد و ماشین های بسته بندی اتوماتیک،کارخانجات تولید نوشابه، ماشین های سیم پیچی اتوماتیک و دستگاه های سنگبری و …کاربرد دارد.

گیربکس های مکانیکی (ذغالی و دیسک) که با تغییر دور خروجی بصورت خطی به سازندگان و استفاده کنندگان ماشین آلات این امکان را می دهد که در محدوده دوری خاصی بتوانند به دورهای ثابت یا قابل تغییر دست پیدا کنند.

نکات مهم در مورد نگه داری گیربکس های دور متغیر:

• هنگام خاموش بودن گیربکس از تغییر دادن دور خودداری کنید.
• با توجه به حرکت موتور به سمت بالا و پایین، در زمان طراحی و نصب محل قرار گیری گیربکس طوری باشد که موتور آزادانه بتواند حرکت کند و دقت کنید که پایه موتور هیچگاه بسته نشود.
• چنانچه از گیربکس های دور متغیر با گیربکس های کوبل مستقیم استفاده می نمایید دقت کنید که مقدار روغن دنده داخل گیربکس طبق جدول داخل برگ گارانتی که با همه محصولات ارائه می شود مطابقت داشته باشد و روغن کاری مستقیم بلبرینگ های سوزنی گیربکس های دور متغیر الزامی است.

در آزمون جاده، خودرو در سرعت‌ها و دنده‌های مختلف رانده می‌شود تا وضعیت هر دنده به طور دقیق بررسی و عیوب گیربکس شناسایی شود. دل‌زدن و افزایش ناگهانی دور موتور هنگام تعویض دنده حکایت از بکسواد‌ کردن بست و کلاچ‌ها دارد که نشان می‌دهد صفحات جعبه دنده ضعیف شده‌اند که با آزمون توقف به‌سادگی قابل تشخیص است. به طور کلی می توان گفت آزمون جاده بهترین روش برای بررسی و شناسایی عیوب گیربکس، می باشد. 

در چنین حالتی شتابگیری خودرو نیز ضعیف‌تر از حالت عادی می باشد. اگر دنده با تاخیر و همراه ضربه تعویض می‌شود، یعنی دمای روغن پایین است یا عمر مفید روغن رو به پایان می باشد. اگر در سرعت‌های پایین نیز جعبه دنده به کندی رفتار می‌کند، احتمالا گاورنر خراب شده یا در انواع پیشرفته‌تر شیرهای برقی بلوک هیدرولیک کثیف شده‌اند.
حین رانندگی با فشردن پدال ترمز به صورت لحظه‌ای هنگام ثابت نگه داشتن گاز، مبدل گشتاور باید خلاص شده و دور موتور افزایش یابد و مجددا پس از چند لحظه درگیر شود در غیر این صورت کلاج مبدل گشتاور یا استاتور آن دچار مشکل شده است. در گیربکس‌های کنترل الکترونیکی، با کمک دستگاه عیب‌یابی بسیاری از مشکلات را می‌توان ردیابی نمود و به رابطه نوع ایراد و رفتار جعبه دنده پی برد. تعمیرات گیربکس‌های اتوماتیک نیازمند تخصص و گذراندن دوره‌های ویژه است.
برخی‌ نمایندگی‌ها به دلیل حجم کار بالا، یک جعبه دنده جدید را روی خودرو نصب کرده و گیربکس معیوب را نزد خود جهت بازسازی و تعمیر نگه می‌دارند تا مجددا ‌روی خودروی دیگری نصب شود.

کنترول والف یا همان ساعت گیربکس از پوسته که بر روی آن تمام کانالهای روغن در داخل پوسته سوپاپ های کنترول والف قرار دارد، تشکیل شده است در این قسمت سوپاپ ها با حرکت ( در مقابل فنرها یا فشار روتی ) و تغییر مکان خود باعث تنظیم فشار روغن، فرستادن روغن به کاراجها، توربین، سروها و تعویض دنده در زمان مناسی و با کیفیت درست و باعث عملکرد جعبه دنده می شود، هر سوپاپ گیربکس وظیفه خاص خود را دارد و با آن کار نامگذاری شده است. به عنوان مثال سوپاپ دو به سه که کار تعویض دنده از دو به سه را بر عهده دارد یا سوپاپ سه به دو که عمل برگرداندن دنده از سه به دو را بر عهده دارد .

در حالت کلی این قسمت توسط روغن کنترول کلیه کارهای گیربکس را انجام می دهد و به طور کلی می توان گفت: مغز گیربکس می باشد،
کنترول والف های اتومبیل های مدل بالاتر از ۱۹۹۵ میلادی شیرهای برقی (salinlode) و سرعت سنجها نیز (speed sensor) نیز به آن اضافه شد.