جعبه دنده های اتوماتیک امروزی از پیچیده ترین وجالب ترین قسمت در اتومبیل میباشد که برای توضیح این تکنولوژی پیشرفته لازم آن را به چهار قسمت تقسیم کنیم.
1- مکانیکی 2- هیدرولیک 3- برق 4- کامپیوتر
این چهار قسمت در گیربکس اتوماتیک با هماهنگی خاص با یکدیگر کار میکنند و موجبات کار کردن گیربکس و رانندگی راحت تر و دلپذیر تر را فراهم میکنند. تا مادامیکه یکی از این قسمت ها ایرادی پیدا کند که باعث شود درست کار نکند ، در این صورت است که متوجه عیب واشکال در گیربکس و یا اتومبیل تان می شوید.در گیربکس اتوماتیک ، (توربین) و در گیربکس های دنده ای (کلاچ) هردو در اتومبیل یک کار انجام میدهند ولی از نظر نحوه عملکرد کاملا با هم متفاوت میباشند و باید گفت نحوه عمل و تکنولوژی گیربکس اتوماتیک بسیار پیچیده میباشد.
برای توضیح دادن نوع عملکرد گیربکس اتوماتیک اول تصور کنیم بدون گیربکس اتومبیل چگونه بوده است. بدون عملکرد گیربکس از نظر قدرت و سرعت کاملا محدود میباشد برای مثال تصور کنید اتومبیل دنده ای را فقط با دنده سه رانندگی کنید. شاید شما تابه حال اینگونه رانندگی نکرده باشید. ولی اگر از اینطریق رانندگی کنید به طور حتم شما شاهد کندی اتومبیل در زمان حرکت اولیه هستید و نیز خواهید فهمید که در سرعت بالای 100 کیلومتر یا 120 کیلومتر، موتور اتومبیل صدای زیادی میکند ودور سنج موتور به قسمت قرمز رسیده و دیگر تند و تیز نمی رود. البته این نوع اتومبیل ها هیچگونه مصرفی ندارند و سریعا خراب می شوند.
بنابراین متوجه شدیم که گیربکس با تغییر ضریب دنده ، قدرت گشتاور و دور موتور را به صورت لازم تغییر میدهد و در اختیار اتومبیل قرار میدهد تا موتور با دوری متناسب و مفید کار کند.یکی از فرق های اصلی در گیربکس اتوماتیک با گیربکس دنده ای در این است که گیربکس دنده ای با قفل کردن دنده هایی که روی شفت خروجی که به صورت آزاد روی بلبرینگ سوار شده اند و یا به وسیله کشویی و ماهک، درگیر و آزاد می شوند ویا در مدل های پایین با حرکت دادن بر روی شفت دنده ها، آن ها روی هم و یا آزاد میگردند و به این طریق دنده ها درگیر و یا آزاد میشوند و باعث تغییر ضریب در دنده ها میشوند. ولی در گیربکس اتوماتیک تمام دنده ها همیشه درگیرند و بانگه داشتن یکی و به حرکت در آوردن دیگری نوع ضریب دنده به دست می آید وبه این نوع سیستم دنده به لحاظ شبیه بودنش به حالت خورشید و سیارات دنده های سیاره ای یا خورشیدی میگویند.
دنده های خورشیدی :
ساده ترین نوع دنده های خورشیدی ، شامل یک دنده خورشیدی(Sun Gear )،دو یا چند دنده سیاره ای ( ( Plannet Gearو دنده دوری یا کمربندی می باشد (Ring Gear ) . این دنده ها در حال درگیری دائم هستند و دنده های سیاره ای توسط یک پوسته همه به هم متصلند و حول محور خود در این پوسته آزاد میچرخند.
به طور مثال از نوع استفاده و ساختار، عملکرد این سیستم به این صورت است که با وصل کردن دنده دوری به شفت ورودی که وسیله انتقال قدرت از موتور را به عهده دارد و با وصل کردن دنده های سیاره ای با شفت خروجی و با ثابت نگه داشتن دنده خورشیدی، اگر ما در این حالت دنده دور را بگردانیم دنده های سیاره ای به دور دنده های دوری می گردند(در ضمن در این حالت دنده خورشیدی ثابت است)و باعث می شود شفت ورودی در همان جهت شفت خروجی بچرخد، با این تفاوت که دور شفت خروجی کمتر از ورودی می باشدکه در این حالت دنده سنگین یا (دنده یک) می باشد و یا اگر ما دنده خورشیدی را آزاد کنیم تا بگردد هر کدام از چرخ دنده های دیگر را به هم متصل کنیم در این حالت هر دو شفت ورودی و خروجی در یک جهت می چرخند و سرعت آنها نیز برابر است مانند دنده چهار اتومبیلهای دارای جعبه دنده معمولی. نوع دیگر از طرز کار دنده های خورشیدی به این صورت است که با ثابت نگاه داشتن دنده های سیاره ای و انتقال قدرت به دنده کمربندی، دنده خورشیدی عکس دنده کمربندی حرکت خواهد کرد(دنده عقب)
کلاچها :
(کلاچ های چندین صفحه ای):
این نوع کلاچ شامل چندین صفحه کلاچ است که در داخل یک کاسه کلاچ قرار دارند.نیمی از این صفحه ها از آهن می باشند که دنده هایی در محیط خارجی خود دارند که به داخل کاسه درگیر می شوند و نیم دیگر صفحه های فیبری که دنده هایی در محیط داخلی خود دارندکه با شفت درگیرند. پیستونی در داخل صفحه کلاچ قرار دارد که با فشار صفحه روغن به کار می افتد و در زمان مورد نیاز با فشار روغن پیستون مورد نظر صفحه های داخل کاسه را به هم می فشارد و باعث یکپارجه شدن صفحه ها و نتیجتا شفت و کاسه میگردد و زمانیکه فشار روغن در زیر پیستون نباشد صفحه ها آزاد شده و این یکپارچگی از بین می رود و شفت آزاد بدون صفحه کلاچ می گردد.
کلاچ های یک طرفه(جغجغه):
کلاچ های یک طرفه یا اسپراک وسیله ای است که با کمک آن وسیله ای دیگر ماننده دنده یا شافت در یک جهت قفل ودر جهت دیگر آزاد و به صورت هرز میچرخد. به طور مثال عملکرد خودروی دوچرخه ، درحالی که پدالها میتوانند چرخ را به حرکت در آورند چرخ دوچرخه قادر به گرداندن پدال نمیشود و نتیجتا در دوچرخه سواری شما میتوانید هر وقت که مایلید پدال نزنید و یا در حین پدال را نگه دارید و یا بر عکس پدال بزنید بدون اینکه در حرکت دوچرخه اختلالی ایجاد شود.
در گیربکس اتوماتیک معمولا از اسپراک در دنده یک بیشتر از سایر دنده ها استفاده میشود زمانی که اتومبیل از ابتدا به ساکن شروع به حرکت میکند گیربکس با دنده یک است و اگر دقت کرده باشید اگر در این حالت پدال گاز را رها کنید اتومبیل مانند دنده خلاص به سمت جلو حرکت میکند حال اگر با دنده Low یا L حرکت کنید در شروع حرکت دنده همان یک است اما اگر پا را از روی پدال گاز بردارید مانند اتومبیل دارای جعبه دنده معمولی ترمز موتور را احساس خواهید کرد این عمل از خصوصیات بارز اسپراک است که در گیربکس های اتوماتیک باعث نرم تر شدن رانندگی میشود وبا اضافه کردن یک باند یا کلاچ میتوان اسپراک را حذف و از موتور در زمانیکه لازم است استفاده کنید.
باند (Bralce Band ) :
باند یک تسمه ی فلزی متری می باشد که از داخل به آن لنت ترمز می چسبانند، یک سر آن به پوسته و سر دیگر آن توسط یک اهرم به پیستون وصل شده و هر وقت که روغن وارد سیلندر می شود پیستون را به عقب رانده و اهرم باعث سفت شدن و چسبیدن باند به سطح کاسه میشود تا بدین صورت باعث ترمز کاسه و ایستادن کاسه می شود.
کلاچ روغنی یا توربین :
در گیربکس های اتوماتیک کلاچ روغنی یا همان توربین ، کار کلاچ در اتومبیل های دارای جعبه دنده معمولی را انجام می دهد، توربین اجازه می دهد که اتومبیل در حالت ایستاده و متوقف موتور آن روشن و به محض رها کردن پدال ترمز و فشار دادن پدال گاز قدرت موتور را به شافت ورودی و در نتیجه به شافت خروجی رساند.
اساس کار این توربین به این صورت است که اگر دو پنکه برقی را مقابل هم قرار دهیم و سپس یکی را به برق وصل کرده تا بگردد در اثر جریان هوا پنکه دوم که به برق نیست نیز به گردش در خواهد آمد و اگر شما پروانه پنکه دوم را بگیرید می توانید نگهش دارید وبه محض اینکه رهایش کنید دوباره به چرخش در می آید و شروع به سرعت گرفتن می کند تا سرعت پنکه دوم نزدیک سرعت پنکه اول برسد.
این نوع عملکرد اساس کار کلاچ های روغنی یا توربین می باشد ولی در توربین به جای هوا از روغن استفاده می شود.
توربین یک قطعه بزرگ به قطر 25 تا 50 سانتی متر است به شکل یک دیگ یا سیلندر کوتاه است که در جلوی گیربکس مابین موتور و گیربکس قرار دارد و از طریق فلایویل به میل لنگ موتور وصل می شود و وظیفه ی انتقال قدرت موتور به شافت ورودی گیربکس بر عهده دارد.
هیدرولیک :
سیستم هیدرولیک گیربکس متشکل از شیارهای بسیار و پیچیده که روغن را تحت فشار زیاد به سایر نقاط گیربکس و توربین می رساند.
دیاگرام در سمت چپ از یک نوع ساده گیربکس سه دنده که در سالهای 1960میلادی به تولید رسیده است و این دیاگرام از ساده ترین نوع جعبه دنده های اتوماتیک است مدل های امروزی بسیار پیچیده ترند و سیستم کامپیوتر و قطعات الکترونیکی نیز به آن اضافه شده است. روغن گیربکس چندین کار در گیربکس اتوماتیک انجام می دهند.
1- فشار روغن برای کنترل دنده ها و کلاچ های گیربکس.
2- روغن کاری کلی قطعات گیربکس و در آخر برای خنک کردن گیربکس استفاده می شود و در گیربکس اتوماتیک کلیه عملکرد ها وابسته به روغن و فشار روغن مناسب و مداوم می باشد.
پمپ گیربکس :
پمپ وظیفه تولید فشار روغن مورد نیاز گیربکس را دارد ، پمپ گیربکس در قسمت جلو گیربکس قرار دارد و مستقیما توسط گلوی توربین و خود توربین نیز توسط فلایویل به میل لنگ موتور بسته شده و نتیجتا با شروع کار موتور پمپ گیربکس نیز به حرکت در می آید و فشار روغن مورد نیاز گیربکس را تولید می کند.
کنترل ولو یا Valve body ( ساعت گیربکس):
این قسمت توسط روغن کنترل کلیه کارهای گیربکس را انجام می دهد و بصورت ساده می شود گفت که مغز گیربکس می باشد ، این قسمت تشکیل شده است از پوسته که بروی آن تمام کانالهای روغن و در داخل پوسته سوپاپ های کنترل ولو قرار دارد و سوپاپ ها با حرکت ( در مقابل فنرها یا فشار روغن ) و تغیر مکان خود باعث تنظیم فشار روغن ، فرستادن روغن به کلاجها ، سروها ، توربین و تعویض دنده در زمان مناسبی و با کیفیت درست و باعث عملکرد گیربکس می شود ، هر سوپاپ گیربکس وظیفه خاص خود را دارد و با آن کار نامگذاری شده بطور 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 .
کنترل ولو های اتومبیل های مدل بالاتر از 1995 میلادی شیرهای برقی (solenoid) و سرعت سنجها نیز (speed sensor) نیز به آن اضافه شد.
در تصویر زیر یک نوع ساده کنترل ولو گیربکس (TH350) که تولید سال 1975 میلادی است را نشان می دهد.
برق و الکترونیک:
کامپیوتر (ECU) با استفاده از سنسور ها در نقاط مختلف اتومبیل گیربکس موتور ، ABS و ...
اطلاعات مورد نیاز خود را مانند وضعیت پدال گاز (وضعیت دریچه ورود هوا به موتور)، سرعت اتومبیل ، میزان دور موتور، بار موتور ( گشتاور منفی) وضعیت دکمه ترمز زیر پدال و غیره را جمع آوری میکند تا در زمان معین و دقیق امکان تعویض دنده ها و حتی نرم و خشن ( درگیری کلاچ ها با فشار روغن بالا و سریع درگیر شدن کلاچها و تعویض دنده ها را فراهم میسازد.بعضی از مدلهای گیربکسها
اتوماتیک امروزی و الکترونیکی حتی میتواند نحوه رانندگی شما را یادگیری و به حافظه خود بسپارنند و تعویض دنده ها را دقیقا طوری انجام دهد که باب میل شماست.
از نظر نوع ساختار کامپیوتر و گستردگی عملیاتی که میتواند انجام دهد امروزه اتومبیل های با گیربکس اتوماتیک با مدل اسپرت (تیپ ترونیک) در بازار وجود دارد که به شما امکان کنترل تعویض دنده را میدهد که همانند اتومبیل های دارای جعبه دنده معمولی انجام میدهد یعنی هم به صورت اتوماتیک و هم به صورت دنده معمولی عمل کند ا.ین کارها عمدتا با حرکت دادن دسته دنده از داخل شیاری که برای دسته دنده تعبیه شده انجام میشود و با بالا و پایین آوردن دسته دنده امکان کم یا زیاد کردن دنده ها را به شما میدهد.
یک حسن دیگر کامپیوتر به این صورت است که خودش دائما عیب یابی کرده و در صورت بروز عیب و اشکال در قسمت های برقی و حتی خود گیربکس با دادن آلارم یا روشن شدن چراغ در داخل صفحه کیلومتر به راننده اطلاع میدهد.
در صورت بروز این آلارم یا چراغ بایستی خودرو را به تعمیرگاه برده و با وصل کردن دستگاه اسکنر یا تست میتوان لیست عیب های ذخیره شده را در حافظه کامپیوتر را خواند و با تست رانندگی توسط متخصص گیربکس عیب را شناسایی کرد.
