پایگاه خبری اسب بخار
مرجع تخصصی اخبار و ویدیو خودرو

معرفی و شیوه کار جعبه دنده دستی (Manual)

در این متن قصد دارم شیوه کار جعبه دنده دستی و مزیت آن را به زبان ساده بیان کنم و تمام تلاش خود را کردم تا برای هر فرد، قابل درک باشد. امیدوارم این نوشته بتواند سهمی در درک درست شما از جعبه دنده دستی که بسیار رایج است، و اکثر مردم در ایران با آن سروکار دارند، داشته باشد و فهم یکی از مبهم ترین قسمت های انتقال قدرت را آسان کرده باشد.
وظیفه جعبه دنده در انتقال قدرت:
پس از تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی مکانیکی در سیلندرها، قسمتی مورد نیاز است که بتواند قدرت حاصل از موتور را متناسب با نیاز خودرو به دیفرانسیل، سپس به پلوس‌ها و در نهایت به چرخ ها انتقال دهد. این قسمت با نام جعبه دنده (گیربکس) موظف است قدرت دریافتی را با تغییر سهم گشتاور و سرعت که حاصل ضرب آن ها برابر با قدرت دریافتی از موتور است (سرعت x گشتاور= قدرت) را با توجه به شرایط خودرو به چرخ ها انتقال دهد.
جعبه دنده دستی چه گونه کار می‌کند؟
شاید این پرسش در نگاه نخست برای شما مهم نباشد اما هر وقت شما شیوه کار یک دستگاه را بدانید بی شک با احتیاط بیش تر از آن استفاده می‌کنید و با آگاهی بیش تر نسبت به مکانیزم آن، با آن رفتار می کنید و این احتیاط باعث می شود احتمال بروز خرابی کم تر شود.
در این نوع جعبه دنده قسمت های اصلی مانند تعدادی چرخ‌دنده (به نوع و کاربرد خودرو بستگی دارد)، شفت ورودی، شفت خروجی و شفت هرزگرد وظیفه تغییر سهم گشتاور و سرعت را، در قدرت دریافتی دارند. این تغییر سهم به گونه ای است که در ابتدای حرکت ما به نیروی (گشتاور) بیش تری نیاز داریم و جعبه دنده این نیرو را با کاهش سرعت به چرخ‌ها منتقل می کند. هر چه دنده زیاد می‌شود نیروی گشتاور کم می شود و بر سرعت شفت خروجی اضافه می شود و این افزایش سرعت تا جایی پیش می رود که حتا سرعت شفت خروجی از سرعت شفت ورودی نیز بیش تر می شود (over drive). (در زمان هایی که دنده درگیر است، قدرت ورودی به جعبه دنده با قدرت خروجی از آن برابر است.)
هنگامی که موتور روشن می شود شفت ورودی و دنده متصل به آن شروع به چرخش می کند ‌‌‌‌و این چرخش به شفت هرزگرد منتقل می شود، در این لحظه با تغییر وضعیت دنده از خلاص به یک، ماهک مربوط به دنده یک و دو، چرخ دنده دنده یک را که با چرخ دنده مربوط به خود در شفت هرزگرد هم سرعت شده است (هنگامی که عمل کلاچ گیری انجام می‌شود گیر بکس به حالت خلاص در می‌آید و باعث هم سرعت شدن چرخ‌دنده‌ها می‌شود)، متصل می‌کند و قدرت با کاهش دور و افزایش گشتاور به شفت خروجی منتقل می شود و به چرخ ها می رسد.

این افزایش گشتاور و کاهش دور مربوط به قطر چرخ دنده های درگیر است، طوری که:
 

(قطر‌چرخ‌دنده۲)/(قطر‌چرخ‌دنده۱)×(قطر‌چرخ‌دنده۴)/(قطر‌چرخ‌دنده۳)=(گشتاور‌خروجی)/(گشتاور‌ورودی)
در دنده دو کسر اول تغییری نمی‌کند اما اندازه کسر دوم کاهش می یابد که باعث نزدیک شدن گشتاور خروجی به گشتاور ورودی می شود این رویه همین طور ادامه می یابد تا این که در دنده ۵، گشتاور خروجی از ورودی کم تر شده و شفت خروجی با سرعت بیش تری نسبت به شفت ورودی می چرخد، جعبه دنده نیز با ایجاد این تغییرات در نسبت گشتاور‌ها نیاز خودرو را در شرایط گوناگون رفع می‌کند. در دنده عقب، چرخ دنده شماره ۶ (چرخ دلاله) از یک قسمت با چرخ دنده شماره۵ و از قسمت دیگر با چرخ دنده شماره ۷ درگیر است (چرخ دنده شماره ۵ و ۷ به طور مستقیم با یکدیگر در تماس نیستند). این چرخ دنده میانی (۶) جهت چرخش را معکوس می کند و باعث می شود در حالت دنده عقب (R) حرکت خودرو خلاف جهت شود. نوع پیشرفته این نوع جعبه دنده AMT است، که فرآیند کلاچ گیری و تعویض دنده به صورت اتوماتیک انجام می شود و به دلیل سادگی و شباهت زیاد به جعبه دنده دستی هزینه تعمیر و نگهداری آن کم تر از نوع خورشیدی (AT) است.
بهترین زمان برای تعویض دنده چه زمانی است؟ (Gear Shifting)

برای بسیاری از رانندگانی که خودروی آن ها مجهز به جعبه دنده دستی است، مهم است که چه زمانی تعویض دنده صورت گیرد تا هم بتوانند گشتاور خوبی از موتور بگیرند و هم مصرف سوخت کم تری داشته باشند. البته جواب این پرسش بستگی به شرایط وزنی خودرو، آب و هوا، خاموش یا روشن بودن تهویه و… دارد، اما چند مورد از این حالت ها را که رایج تر است مورد بررسی قرار می دهم.
بهترین زمان برای تعویض دنده در رانندگی شهری یا در کل رانندگی عادی بستگی به نوع موتور و سیستم انتقال قدرت دارد، از این رو برای هر موتور زمان این عمل متفاوت است اما به طور کلی برای این که بتوانیم تا حد ممکن کم ترین مصرف سوخت و بیش ترین گشتاور را داشته باشیم باید حداقل دورموتور ما بالاتر از ۳۰۰۰rpm و کم تر از ۵۰۰۰rpm باشد تا بتوانیم بیش ترین گشتاور (هر چه گشتاور بیش تر باشد شتاب نیز بیش تر می شود) و کم ترین مصرف سوخت را داشته باشیم. البته در زمان تعویض دنده بهینه لزوماً بیش ترین توان را از موتور نمی گیریم زیرا بیش ترین توان حاصل از موتور در دورهای بالای ۵۰۰۰rpm (این مقدار برای هر خودرو متفاوت است برای مثال بیش ترین توان موتور TU5 در ۵۸۰۰rpm دریافت می شود) به دست می‌آید که در رانندگی شهری نیازی به دریافت بیش ترین توان نیست بلکه بیش ترین گشتاور یا شتاب مورد نیاز است.
بهتر است با توجه به نمودار توان – گشتاور – دورموتور و یافتن نقطه‌ای که در آن دور، موتور بیش ترین گشتاور را به دست می دهد زمان مناسب برای تعویض دنده را بیابیم.که البته همه این اطلاعات ممکن است با تغییر شرایط تغییر کند، به عنوان مثال هنگامی که تهویه روشن است یا زمانی که در شیب سربالا در حال حرکت هستیم بهتر است دنده را در دورهای بالاتری نسبت به حالت عادی عوض کنیم و یا اگر در سرازیری ها دیرتر عمل تعویض صورت می گیرد تا از افزایش سرعت خودرو جلوگیری شود تا به اصطلاح «خودرو از دست راننده در نره» و از ترمزگیری بیش از اندازه جلوگیری شود.
در نهایت، یک راننده زمانی بهترین نحوه تعویض دنده را می‌فهمد که تجربه اش زیاد شود و حرفه ای باشد زیرا شرایط انتخاب زمان مناسب برای تعویض دنده به حدی بالاست که فقط با تجربه می‌تواند بهترین زمان را، با توجه به موقعیتی که در آن قرار می‌گیرد، انتخاب کند.
پایگاه خبری اسب بخار
محمد جبارزاده شیاده/ کارشناسی مهندسی مکانیک

جعبه دنده دستی گیربکس دستی مقالات فنی