گیربکس دستی چیست و چگونه عمل می کند؟ + تاریخچه

منتشر شده در 24 مهر 1402 ساعت 13:00

گیربکس دستی یکی از متداول ترین انواع سیستم انتقال قدرت در ایران است. اما این سیستم چگونه عمل می کند و چه تاریخچه ای دارد؟

تاریخچه

اولین نمونه های گیربکس اواخر قرن هجدهم و در سال ۱۸۹۴ توسط دو مهندس فرانسوی به نام های Emile Levassor و Louis rene panhard اختراع شد که تک سرعته بودند و از یک تسمه برای انتقال نیرو به محور محرک استفاده می کردند. در اوایل قرن بیستم و همزمان با افزایش تولید خودروها، گیربکس ها نیز پیشرفته تر شدند و کلاچ به مجموعه انتقال قدرت اضافه شد. در سال ۱۹۰۵ مهندس انگلیسی هنری هل شاو اولین مدل های سیستم انتقال قدرت مجهز به کلاچ را معرفی کرد. سپس برای بهبود عملکرد گیربکس سازندگان شروع به اضافه کردن دنده های بیشتری کردند و گیربکس های ۴ و ۵ سرعته نیز اضافه شدند. امروزه با وجود انواع گیربکس های اتوماتیک و علیرغم راحتی بیشتر این گیربکس ها اما همچنان می بینیم گیربکس های دستی به علت لذت رانندگی که به راننده القا می کنند، از محبوبیت زیادی در بین برخی شرکت های سازنده به خصوص خودروهای اسپرت برخوردار است. بطور مثال شرکت پورشه یکی از این شرکت ها است که از گیربکس دستی همچنان در نمونه های اسپرت خود مانند انواع مختلف کررا بهره می برد.

حتما بخوانید : گیربکس دوکلاچه چیست و چگونه عمل می کند؟

اجزای تشکیل دهنده گیربکس دستی

۱ – چرخ دنده ها : چرخ دنده ها از اجزای اصلی هر سیستم انتقال قدرت هستند که در نوع دستی برعکس گیربکس اتوماتیک، هر دنده چرخ دنده مخصوص بخود را دارد. یعنی گیربکس ۵ سرعته دارای ۵ دنده اصلی به همراه چرخ دنده مربوط به دنده عقب می باشد. علاوه بر این چرخ دنده ها تعدادی چرخ دنده کمکی و مکمل برای کمک به عملکرد نرم تر گیربکس و تعویض دنده سریع تر نیز وجود دارند. چرخ دنده برنجی چرخ دنده هرز گرد و دنده کشویی یا یاتاقان از دیگر چرخ دنده های گیربکس دستی هستند.

۲ – شفت ها : شفت ها یا همان محورها که چرخ دنده ها روی آنها قرار دارند نیز مانند چرخ دنده از اجزای جدایی ناپذیر سیستم انتقال قدرت هستند که شامل شفت ورودی، شفت میانی و شفت خروجی می باشند.

۳ – پوسته گیربکس : این محفظه که از جنس چدن می باشد کلیه قطعات و ادوات سیستم گیربکس را در خود جای داده است.

۴ – مجموعه کلاچ : کلاچ که خود از اجزای ریز و درشت دیگری شامل دیسک، صفحه، پدال ،فنرهای دیافراگمی و … تشکیل شده است. این قطعه به جهت اینکه وظیفه انتقال و به نوعی قطع و وصل کردن جریان گشتاور از موتور به گیربکس را به عهده دارد در گیربکس های دستی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

۵ – میل ماهک : میله‌ای فلزی است که از یک طرف به دسته دنده و از طرف دیگر به ماهک متصل است. راننده با حرکت دسته دنده و تعویض دنده در حقیقت میل ماهک را حرکت می‌دهد. تعداد میل ماهک در مجموعه انتقال قدرت بسته به چند سرعته بودن گیربکس متفاوت است.

۶ – ماهک : قطعه‌ای فلزی و دارای انحنا که به انتهای میل ماهک متصل است و تعویض اهرم دنده را به کشویی منتقل می‌کند تا کشویی با چرخ دنده‌ مورد نظر درگیر می‌شد. به تعداد هر میل ماهک در مجموعه، ماهک وجود دارد.

حتما بخوانید : گیربکس CVT چیست و چگونه عمل می کند؟

عملکرد گیربکس دستی

سه مولفه اصلی برای حرکت در وسایل نقلیه دور، گشتاور و قدرت (توان) موتور است. دو مورد اول توسط گیربکس می تواند به نسبت نیاز و موقعیت رانندگی تغییر کند یعنی نسبت دور و گشتاور کم و یا زیاد شود اما در مورد قدرت موتور گیربکس هیچ دخل و تصرفی در آن ندارد و فقط آن را از موتور به دیفرانسیل و چرخ ها منتقل می کند البته بخشی از نیرو و انرژی طی این پروسه هدر می رود به همین خاطر است که قدرت و توان اعلامی سازنده که موتور تولید می کند با نیرویی که به چرخ ها می رسد اختلاف دارد.

در این سیستم ابتدا کلاچ که یک مکانیزم برای قطع و وصل کردن نیرو از موتور به گیربکس است نیرو را از فلایویل که به موتور و میل لنگ متصل است می گیرد، و نیرو وارد شفت ورودی می شود. در گیربکس دستی شفت ورودی و خروجی توسط شفت زیرین و به کمک برقراری اتصال با چرخ دنده های آن به همدیگر متصل می شوند. روی شفت ورودی یک چرخ دنده سوار است که به چرخ دنده اول از شفت زیرین متصل می شود. سپس شفت زیرین به واسطه نیرویی که از چرخ دنده شفت ورودی دریافت کرده شروع به چرخش می کند و چرخ دنده دیگر که روی شفت زیرین سوار است به چرخ دنده اولی از شفت خروجی متصل می شود و آن را به چرخش در می آورد. این نکته هم باید بدانیم که چرخ دنده ها روی شفت زیرین ثابت هستند اما چرخ دنده های شفت خروجی آزادانه روی شفت در حال حرکت هستند و بنا به نیاز راننده که چه دنده ای درگیر شود بوسیله دنده کشویی که به ماهک متصل است روی شفت خروجی سفت و ثابت می شوند و دنده اصطلاحا جا می افتد.

کشویی دنده وظیفه ثابت کردن چرخ دنده روی شفت خروجی را از طریق فیکس کردن دندانه های چرخ دنده مورد نظر با چرخ دنده هماهنگ کننده بر عهده دارد. همچنین برای درگیر شدن بهتر دنده‌های کشویی و چرخ دنده ها و انجام هرچه سریع تر و دقیق تر این درگیری، از دنده برنجی که بین این دو قطعه قرار می گیرد، استفاده می‌شود. با فشردن دنده برنجی به چرخ دنده مورد نظر به دلیل اصطکاکی که بین دنده برنجی و دنده ها به وجود می آید، سرعت چرخش شفت و دنده یکی می شود.

در حالت دنده عقب اما مکانیزم کمی متفاوت است در این حالت به دلیل اینکه دنده برنجی در دنده عقب بکار نمی رود، می بایست خودرو ابتدا به طور کامل از حرکت متوقف شود و سپس اقدام به تعویض دنده نماییم. در دنده عقب از چیدمان سه چرخ دنده ورودی، خروجی و هزرگرد استفاده شده است. چرخ دنده هرزگرد که وظیفه‌ی آن تغییر جهت دوران است روی شفت زیرین قرار دارد و با درگیر شدن آن شفت خروجی بصورت معکوس می چرخد و خودرو در حالت دنده عقب قرار می گیرد.