گیربکس چیست و چرا برای خودروها اهمیت دارد؟

گیربکس

برای رانندگان، گیربکس و پیشرانه مهم‌ترین تجهیزات فنی خودرو محسوب می‌شوند. هرچند که عملکرد سیستم تولید کننده‌ی قدرت و گشتاور، نسبتا ساده به نظر می‌رسد؛ گیربکس و ادوات انتقال نیرو، از تنوع و پیچیدگی بیشتری برخوردار هستند.

در علم مکانیک، گیربکس یا جعبه دنده، می‌تواند بسیار ساده و ابتدایی باشد. به عنوان مثال، محفظه‌ای متشکل از 2 چرخ‌ دنده که با هم درگیر شوند و متناسب با یکدیگر بچرخند، تشکیل یک گیربکس می‌دهند. عبارتTransmission  در زبان انگلیسی به عنوان معادلی برای گیربکس (Gearbox) و متعلقات آن به کار می‌رود و سیستم انتقال نیرو، معنی می‌دهد.

هدف اصلی از حضور جعبه ‌دنده در خودروها، انتقال قدرت با سرعت و گشتاور متغییر است. پیشرانه، نقش تولید کننده‌ی قدرت و گشتاور در دور موتورهای متفاوت را برعهده دارد؛ درحالی‌که گیربکس با اعمال تغییر بر گشتاور خروجی، سرعت نهایی (روی چرخ‌ها یا میل‌ گاردان) را تعیین می‌کند. به هنگام شروع حرکت، خودرو به گشتاور بالا و سرعت پایین احتیاج دارد، سپس با هدف افزایش سرعت خودرو، انتقال نیروی پیشرانه از طریق دیگر دنده‌های گیربکس انجام می‌شود. به زبان ساده، دنده‌های درگیر در زمان شروع حرکت، بزرگ ‌تر هستند تا سرعت گردش کم‌تر و گشتاور بالاتر انتقال دهند. در سرعت‌های بالاتر خودرو، گیربکس از دنده‌هایی با قطر کوچک ‌تر استفاده می ‌کند تا سرعت گردش بیشتری داشته باشند.

برای عامه ‌ی مردم، گیربکس‌ها صرفا 2 نوع هستند: دستی و اتوماتیک. طبیعتا، نوع اول نیاز به دسته ‌دنده و نیروی فیزیکی راننده برای تعویض دنده دارد و نوع دوم، بدون دخالت سرنشین، با توجه به سرعت خودرو، دنده‌ی مناسب را اعمال می‌کند. این تجهیزات، خود دارای انواع مختلف با قطعات مشترک یا متمایز هستند که در ادامه به توضیح کوتاه آنها می ‌پردازیم.

جعبه‌ دنده‌ های غیر اتوماتیک از نظر عملکرد، 2 نوع هستند. در خودروهای امروزی، می‌ توان دنده‌ها را بدون ترتیب تعویض کرد و مثلا گیربکس را از دنده‌ی 2 به دنده‌ی 4 رساند؛ اما بسیاری از مدل‌های قدیمی و موتورسیکلت‌های مدرن، از جعبه ‌دنده‌های ترتیبی استفاده می‌کنند. تعویض دنده با گیربکس‌های ترتیبی، ساده ‌تر است و فقط به راننده اجازه می‌دهد تا یک دنده بالاتر یا پایین ‌تر را انتخاب کند. این مدل، امروزه برای موتورسیکلت‌ها و خودروهای مسابقه‌ای، کاربرد دارد.

برای مصرف‌کننده، 2 نوع جعبه ‌دنده‌ ی خودکار در بازار وجود دارد که اصطلاحا استاندارد و CVT نامیده می‌شوند. البته گیربکس‌های اتوماتیک با دنده‌های متغیر هم، انواع مختلف دارند؛ اما در مجموع، نسبت به نمونه‌های CVT تفاوت ساختاری دارند.

gearbox

اساس کار گیربکس‌های اتوماتیک استاندارد، مشابه با جعبه‌ دنده‌های دستی و البته، بی‌ نیاز از فشار بر اهرم تغییر دهنده‌ ی سرعت است؛ اما در مدل CVT، دنده‌های مختلف وجود ندارند و ظاهرا، سیستم انتفال نیرو فقط  با یک دنده کار می‌کند. از دیدگاه فنی، این نوع از گیربکس‌های اتوماتیک، دارای بی‌نهایت دنده هستند و به همین دلیل، تعویض دنده در آنها، اصلا احساس نمی‌شود. مدل CVT، دارای 2 پولی (قرقره) است که با تسمه‌ای به یکدیگر متصل شده‌اند. با این ترفند، نزدیک یا دور شدن پولی‌ها از هم، منجر به اعمال تغییر بر سرعت چرخش تسمه می‌شود تا سرعت‌های متفاوت با گشتاورهای متنوع، حاصل شود.