سیستم های انتقال قدرت
محمد زارعی
مقدمه
سیستم انتقال قدرت به گروهی از قطعات خودرو اطلاق می گردد که وظیفه انتقال توان ایجاد شده در موتور را به چرخ های محرک بر عهده دارند.
2
اعضای سیستم انتقال قدرت
سیستم انتقال قدرت خودرو شامل اعضای زیر می باشد:
کلاچ
گیربکس
گاردان
دیفرانسیل
3
کلاچ
کلاچ دستگاهی است که به وسیله آن راننده هر زمان که بخواهد می تواند موتور را از جعبه دنده جدا نماید، یعنی موتور بچرخد بدون اینکه دنده ها در جعبه دنده بچرخند
دستگاه کلاچ به وسیله پدال کلاچ که زیر پلی چپ راننده قرار گرفته بکار می افتد. برای بکار انداختن کلاچ، راننده می بایست با پای چپ پدال کلاچ را تا انتها فشار بدهد.
4
انواع کلاچ
کلاچ مکانیکی
کلاچ الکترومغناطیسی
کلاچ هیدرولیکی
کلاچ گریز از مرکز
5
انواع صفحه کلاچ
صفحه کلاچ خیس یا روغنی
صفحه کلاچ خشک
6
کلاچ الکترومغناطیسی
7
این کلاچ از چهار قسمت اصلی تشکیل شده است:
سیم پیچ
روتور
آرمیچر
هاب
گیربکس
وظیفه گیربکس تبدیل دور و گشتاور بوده گیربکس وظیفه دارد که گشتاور و دور موتور را تغییر داده و به دلخواه راننده و نیاز جاده دور را کم، گشتاور را زیاد ( مانند حرکت روی سربالایی) یا بلعکس دور را زیاد و گشتاور را کم ( مانند حرکت در سرعت های بالا) کند.
8
انواع گیربکس
گیربکس دستی (MT)
گیربکس اتوماتیک (AT)
گیربکس نیمه اتوماتیک (AMT)
گیربکس با دنده پیوسته (CVT)
9
گیربکس های دستی
گیربکس های دستی در دو نوع عمده طبقه بندی می شوند:
جعبه دنده غیرسنکرون که در آنها از چرخدنده با لبه صاف استفاده می شود و برای تعویض دنده لازم است راننده با فشردن پدال گاز دور گیربکس را با سرعت خودرو هماهنگ کند تا از تولید صدا و خرابی چرخدنده ها جلوگیری شود.
جعبه دنده سنکرون که در آنها از سیستم چرخدنده مارپیچی که بصورت دایمی با یکدیگر درگیر هستند و برای تعویض دنده از مکانیزم ماهک و چرخدنده برنجی استفاده می شود.
10
مزایا و معایب گیربکس های دستی
مزایا:
ارزان تر
سبک تر
دارای عملکرد بالاتر
مصرف سوخت بهتر
معایب
یادگیری و استفاده از آن روی یک خودرو برای رانندگان جدید نیازمند زمان و تست خودرو می باشد
11
گیربکس های اتوماتیک
این نوع گیربکس ها بیشتر در کشورهای آمریکا، ژاپن و استرالیا مرسوم هستند.
این گیربکس ها دنده مناسب را بدون دخالت راننده انتخاب می کند.
در این گیربکس ها به جای استفاده از کلاچ از مبدل گشتاور برای انتقال توان از موتور به گیربکس استفاده می شود.
در این گیربکس ها از سیستم چرخدنده خورشیدی برای تعویض دنده استفاده می شود.
12
مبدل گشتاور
مبدل گشتاور از سه قسمت عمده تشکیل شده است:
توربین که به دیفرانسیل متصل است و از طریق آن چرخ های محرک را به حرکت در می آید.
پمپ که به موتور متصل است و توسط آن به دوران در می آید.
استاتور که مابین پمپ و استاتور قرار می گیرد بطوری که بتواند جریان روغن را از توربین به سمت پمپ بازگرداند.
13
گیربکس تیپ ترونیک
تیپ ترونیک یک مارک تجاری است که توسط شرکت پورشه ابداع گردید و سپس توسط دیگر خودروسازان مانند گروه خودروسازی فولکس واگن مورد استفاده قرار گرفت.
گیربکس تیپ ترونیک می تواند مانند یک گیربکس اتوماتیک کار کند و راننده می تواند با حرکت دسته دنده بصورت دستی دنده را سبک یا سنگین کند.
14
گیربکس های نیمه اتوماتیک
در این نوع از گیربکس ها، کلاچ خودرو بصورت اتوماتیک کار می کند اما همچنان راننده می تواند دنده را بصورت دستی تعویض کند.
این نوع گیربکس ها به گیربکس های دستی بدون پدال کلاچ یا گیربکس های دستی اتوماتیک شده (AMT) معروف هستند.
در بسیاری از این نوع گیربکس ها راننده می تواند تعویض دنده را نیز برعهده کامپیوتر قرار دهد.
15
انواع گیربکس های نیمه اتوماتیک
گیربکس های هیدروالکترولیکی
گیربکس های SMG
گیربکس Easytronic
گیربکس های دوکلاچه (DCT)
گیربکس DSG
16
نامگذاری گیربکس الکتروهیدرولیک درخودروسازی های مختلف
BMW : Sequential Manual Gearbox (SMG)
Toyota : Sequential Manual Transmission (SMT)
Lamborghini : E gear
Ferrari : F1
Audi R8 : R tronic
BMW has since switched over to a dual clutch transmission in the latest M3, and Ferrari as well in 2009 with the California and 458 Italia
17
گیربکس دستی متوالی
18
گیربکس دستی متوالی نوعی از گیربکس دستی الکتروهیدرولیکی است که در خودروهای مسابقه ای استفاده می شود و در آن دنده ها بصورت متوالی تعویض می شود و دسترسی مستقیم به یک دنده خاص ممکن نمی باشد.
Easytronicگیربکس
این نوع گیربکس توسط شرکت اپل برای گیربکس AMT ساخت آن شرکت نامگذاری شده است.
این گیربکس توسط سه موتور الکتریکی خطی کار می کند: یکی از موتورها کلاچ را درگیر می کند، دیگری دنده بعدی را انتخاب می کند و آخری دنده را انتخاب می کند.
19
پدیده قطع گشتاور
در گیربکس های معمولی، انتقال توان از موتور به چرخ ها بصورت پیوسته نمی باشد و در هنگام تعویض دنده انتقال توان قطع و سپس وصل می گردد که به عنوان شوک تعویض دنده یا قطع گشتاور نامیده می شود. برای راننده تازه کار این پدیده می تواند در هنگام تعویض دنده باعث پرت شدن مسافران به سمت جلو و عقب می گردد.
20
گیربکس های دو کلاچه
در گیربکس دو کلاچه از دو سری کلاچ تو در تو استفاده می گردد ولی پدال کلاچ وجود ندارد.
یکی از کلاچ ها به چرخ دنده های فرد ( دنده یک، سه، پنج و عقب) و دیگری به چرخ دنده های زوج ( دو، چهار و شش) متصل می باشد.
با استفاده از این آرایش ، دنده ها می توانند بدون پدیده قطع گشتاور تعویض شوند زیرا همواره یک دنده درگیر است.
21
گیربکس های دو کلاچه
در گیربکس های دو کلاچه در حال حاضر از کلاچ های خیس چند صفحه ای استفاده می شود.
بعضی از سازندگان گیربکس مانند Getrag بروی گیربکس های دو کلاچه با کلاچ خشک کار می کنند با این وجود تمامی خودروهای مجهز به گیربکس های دو کلاچه در حال حاضر از کلاچ های خیس استفاده می کنند.
22
مزایا گیربکس های دو کلاچه
مزایا
مصرف سوخت بهتر تا 15 درصد نسبت به گیربکس های اتومانیک
عدم قطع توان موتور در هنگام تعویض دنده
تعویض دنده بسیار سریع در حدود 600 میلی ثانیه
تعویض دنده بسیار نرم
معایب
بازده کلی پایین تر نسبت به گیربکس های معمولی به دلیل استفاده از کلاچهای خیس و سیستم های الکتریکی و هیدرولیکی
ظرفیت انتقال گشتاور محدود
پیچیدگی زیاد و امکان زیاد خرابی در سیستم های آن
سنگین تر بودن نسبت به گیربکس های معمولی
گران تر بودن نسبت به گیربکس های معمولی
23
گیربکس های دنده پیوسته (CVT)
برخلاف گیربکس های معمولی، این نوع گیربکس ها دارای چرخدنده نمی باشد و نسبت بین سرعت شافت ورودی و شافت خروجی در این گیربکس ها بصورت پیوسته از یک حد پایین تا یک حد بالا بطور پیوسته متغیر می باشد.
24
انواع مختلف گیربکس CVT
Variable Diameter Pulley (VDP) or Reeves drive
Toroidal or roller-based CVT
Hydrostatic
Traction-drive CVT
25
مزایای CVT
شتاب ثابت و بدون قطع از حالت سکون تا سرعت نهایی
راحتی سفر بیشتر
کارکرد موتور در حالت بهینه جدا از سرعت خودرو
بهبود مصرف سوخت
افت توان کمتر نسبت به گیربکس های اتوماتیک
کاهش آلایندگی موتور
26