گیربکس دستی خودرو (Manual Gearbox) چگونه کار می‌کند؟

نویسنده: علیرضا کرامتیان، مدیر مرکز فنی(آموزش و پشتیبانی فنی، گارانتی) و شبکه نمایندگی های خدمات پس از فروش شرکت رنو ایران

یک خودرو سواری از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است تا علاوه بر اینکه سرنشینان را جابه‌جا کند، امنیت و آسودگی را نیز برای آنها مهیا نموده و همچنین حداقل مصرف سوخت و آلایندگی را داشته باشد. مهم‌ترین بخش‌های یک خودرو عبارتند از:

سیستم مولد قدرت، سیستم انتقال قدرت، شاسی و بدنه، سیستم تعلیق و فرمان، سیستم برق خودرو و....

بعد از اینکه گشتاور توسط سیستم مواد قدرت، تولید و محور میل‌لنگ شروع به چرخیدن نمود، سیستم انتقال قدرت می‌تواند نقش خود را ایفا نماید. این سیستم از قسمت‌های زیر تشکیل شده است:

مجموعه کلاچ، گیربکس، گاردان (برای خودروهای محرک عقب و یا چهارچرخ متحرک/ AWD)، پلوس‌ها، چرخ‌ها

هدف از این مقاله، تشریح وظیفه گیربکس از نوع دستی و چگونگی عملکرد آن است و در آن سعی شده است تا به جزئیات کارکرد جعبه‌دنده نیز پرداخته شود.

مجموعه کلاچ از  قسمت‌های اصلی فلایویل، صفحه کلاچ و دیسک کلاچ تشکیل شده است و قسمت‌های دیگر آن عبارت‌اند از: بلبرینگ کلاچ، دوشاخه کلاچ، سیم کلاچ و یا سیستم هیدرولیک کلاچ (جایگزین سیم کلاچ در خودروهای تندر و ساندرو مدل‌بالا و همچنین وانت تندر)، پدال کلاچ.

در مجله رنو ایران، مطلبی تحت عنوان " رازهای افزایش طول عمر کلاچ خودرو" وجود دارد که ساختمان سیستم کلاچ در خودروهای مجهز به گیربکس دستی را تشریح کرده و در آن توصیه‌هایی ارائه شده است تا طول عمر سیستم کلاچ افزایش یابد، توصیه می‌شود آن را مطالعه فرمایید.

وظایف گیربکس خودرو چیست؟

وظیفه مجموعه گیربکس این است که گشتاور تولیدی توسط موتور را با سرعت‌های مختلف به دیفرانسیل و سپس از طریق پلوس‌ها به چرخ‌ها منتقل کند. به عبارت دیگر گیربکس از تعدادی دنده با ابعاد و ساختارهای مختلف و همچنین مکانیزم‌هایی تشکیل شده است که در خودروها و دستگاه‌های مختلف برای تغییر سرعت و گشتاور موتور، مورد استفاده قرار می‌گیرد. هدف اصلی گیربکس، تطبیق سرعت چرخ‌ها با سرعت موتور و ایجاد نسبت مناسب بین آنها است. راننده می‌تواند به‌وسیله فشردن پدال کلاچ و حرکت دسته‌دنده، دنده‌ها را بر اساس سرعت خودرو، شرایط جاده و گشتاور (قدرت) مورد نیاز تعویض کند.

به بیانی دیگر، اتومبیل شامل یک منبع نیرو و یک سامانه تولید قدرت است که کاربرد خاصی از توان را فراهم می‌کند و گیربکس میزان معینی از گشتاور تولیدی توسط قوای محرکه را از طریق کلاچ به چرخ‌ها منتقل می‌کند. گیربکس یا جعبه‌دنده خودرو معمولاً دارای ۴ یا ۵ دنده برای حرکت روبه‌جلو و یک‌دنده برای حرکت‌به‌عقب و همچنین حالت خلاص است، امروزه از گیربکس‌هایی با تعداد دنده‌های بیشتر در خودروهای نسل جدید استفاده می‌شود.

یک جعبه‌دنده باید بتواند در سربالایی‌ها، نیروی کافی و مناسب برای خودرو را فراهم کند و در مسیرهای صاف و هموار همچون اتوبان‌ها و بزرگراه‌ها سرعت بالای مورد نیاز راننده را تأمین نماید. چنین فرایندی، بدون انتخاب دنده مناسب در گیربکس میسر نمی‌شود. در واقع گیربکس به راننده اجازه می‌دهد تا خودرو را با سرعت‌های مختلف، در شرایط متفاوت کنترل کند.

گیربکس در کنار وظایفی که عنوان شد، کارهای دیگری نیز انجام می‌دهد:

• تنظیم جهت حرکت خودرو: به کمک گیربکس می‌توان جهت حرکت خودرو را به جلو و عقب کنترل کرد و به خودرو قدرت حرکت معکوس داد.
• کارکردن (روشن بودن) موتور، بدون حرکت خودرو: در بیشتر مواقع لازم است که موتور خودرو فعال باشد اما حرکتی صورت نگیرد (حالت دنده‌خلاص). در این وضعیت، به کمک گیربکس می‌توان انتقال نیروی موتور به چرخ‌ها را متوقف و این امکان را فراهم نمود.

در مجله رنو ایران، مقاله‌ای تحت عنوان " تفاوت توان (اسب بخار) و گشتاور چیست؟ " وجود دارد، بامطالعه آن می‌توانید در خصوص این دو واژه اطلاعات جامعی کسب نمایید.

بیشتر بخوانید:

علائم خرابی کلاچ چیست؟

نشانه خم شدن سوپاپ ماشین چیست؟

فلایویل چیست و چه کارکردی در خودرو دارد؟

انواع گیربکس‌های دستی از لحاظ ساختار کلی:

• گیربکس‌هایی که بر روی خودروهای محرک عقب (دیفرانسیل‌عقب) نصب هستند مانند خودروهای پیکان، هیلمن، بی ام و 518، بی ام و 320، مرسدس بنزهای قدیمی و ...
• گیربکس‌هایی که بر روی خودروهای محرک جلو (دیفرانسیل‌جلو) نصب هستند مانند خودروهای رنو 5، پراید، تندر 90 (گیربکس دستی)، پژو 206 (تیپ دو و تیپ پنج)، 405، و...

اجزاء سیستم انتقال قدرت در خودروهایی که محرک عقب هستند (دیفرانسیل‌عقب) به شرح زیر است:

ساختار گیربکس‌هایی که بر روی خودروهای محرک عقب (دیفرانسیل‌عقب) هستند، به شکل زیر است:

در این گیربکس‌ها، گشتاور از موتور به شفت ورودی و سپس به شفت کمکی (واسطه) و بعد از آن به شفت خروجی منتقل می‌گردد.

سیستم انتقال قدرت در خودروهایی که محرک جلو (دیفرانسیل‌جلو) هستند، بسیار ساده‌تر است، در این خودروها گاردان حذف شده است، همچنین گیربکس‌های این خودروها فاقد شفت کمکی (واسطه) هستند که موجب می‌شود استهلاک و اتلاف انرژی به میزان قابل‌ملاحظه‌ای کاهش یابد.

در زیر، تفاوت‌های سیستم مولد و انتقال قدرت را در خودروهای محرک جلو (دیفرانسیل‌جلو) و محرک عقب (دیفرانسیل‌عقب) به تصویر کشیده شده است:

مقایسه سیستم انتقال قدرت در خودروهای محرک جلو و محرک عقب:

1. خودروهای محرک عقب (خودروهائیکه موتور آنها در قسمت جلو قرار گرفته‌اند) دارای گاردان و خودروهای محرک جلو، فاقد گاردان هستند.
2. در خودروهائی که محرک عقب (خودروهائیکه موتور آنها در قسمت جلو قرار گرفته‌اند) هستند، گاردان مابین گیربکس و دیفرانسیل قرار گرفته است.
3. در خودروهای محرک عقب (خودروهائیکه موتور آنها در قسمت جلو قرار گرفته‌اند)، موتور به‌صورت طولی و تقریباً مابین دو چرخ جلو قرار گرفته ولی در خودروهای محرک جلو، موتور به‌صورت عرضی قرار گرفته است و محل قرار گیری آن، دقیقا در وسط دو چرخ جلو خودرو نمی باشد.

ساختار گیربکس‌های نصب شده بر روی خودروهای محرک جلو:

همان‌طور که گفته شد در این گیربکس‌ها، گشتاور از یک شفت وارد و از شفت دیگر خارج می‌شود. از میزان هدررفت انرژی، به دلیل حذف شفت کمکی (واسط)، به میزان قابل‌توجهی کاسته شده است.
ساختمان این نوع گیربکس‌ها خیلی ساده‌تر از گیربکس‌هایی است که بر روی خودروهای دیفرانسیل‌عقب نصب می‌شوند.

در این خودروها، دیفرانسیل و گیربکس در کنار یکدیگر و در یک مجموعه قرار گرفته‌اند.

انواع دنده‌های بکار رفته در گیربکس دستی خودروهای سواری:

در بیشتر گیربکس‌هایی که بر روی خودروهای محرک جلو (دیفرانسیل‌جلو) نصب هستند، دو نوع دنده بکار رفته است: 1- دنده‌های ساده (Spur Gear) 2- دنده‌های مورب (Helical Gear)

دنده‌های ساده:

هزینه ساخت دنده‌های ساده کمتر و تولید آنها نیز آسان‌تر است.

ساخت مکانیزم‌هایی که دنده‌های ورودی و خروجی این نوع دنده‌ها را با هم درگیر نماید، ساده‌تر است.

در این دنده‌ها، تعداد کمی از دندانه‌ها با هم درگیر هستند لذا لقی بین آنها بیشتر است، به همین دلیل این دنده‌ها هنگام انتقال گشتاور، تولید صدا می‌کنند.

تقریباً دنده‌عقب همه خودروها (Rear Gear)، به جز تعداد محدودی، از این دنده‌های ساده ساخته شده‌اند.

دنده‌های مورب:

تولید این دنده‌ها در مقایسه با دنده‌های ساده، مشکل‌تر است و هزینه ساخت آنها بالاتر است.

در این نوع دنده‌ها، ساخت مکانیزم‌هایی که دنده ورودی و خروجی را با هم درگیر نماید، مشکل و پیچیده است.

در این دنده‌ها، بیش از یک دندانه با هم درگیر هستند، به همین دلیل لقی در این دنده‌ها کمتر و این دنده‌ها هنگام انتقال گشتاور، تولید صدای ناچیزی می‌کنند.

همگی دنده‌های گیربکس خودروها، به غیر از دنده‌عقب از این نوع دنده ساخته شده‌اند.

نسبت دنده:

وقتی خودرو ایستاده است، برای به حرکت درآوردن آن، گشتاور زیادی مورد نیاز است. چنین وضعیتی برای یک دوچرخه و یا موتورسیکلت نیز وجود دارد، برای درک بهتر این وضعیت، ابتدا نحوه عملکرد یک دوچرخه دنده‌ای را بررسی می‌کنیم.

هنگامی‌که زنجیر بر روی خورشیدی بزرگ چرخ عقب دوچرخه قرار گرفته است، اگر به طور مثال دوچرخه‌سوار، 100 بار رکاب دوچرخه را به‌وسیله پاهای خود بچرخاند (پا بزند)، خورشیدی و به عبارت دیگر چرخ عقب خودرو، 120 دور گردش خواهد کرد.

وقتی زنجیر بر روی خورشیدی وسطی قرار گرفته است، با 100 مرتبه پا زدن توسط صاحب دوچرخه، چرخ عقب 150 دور می‌چرخد و اگر زنجیر بر روی کوچکترین خورشیدی قرار گرفته باشد، با 100 بار پا زدن توسط دوچرخه‌سوار، خورشیدی عقب، 180 دور می‌چرخد؛ بنابراین پا زدن توسط صاحب خودرو، وقتی زنجیر بر روی خورشیدی بزرگ چرخ عقب قرار گرفته است، ساده‌تر است و نیروی کمتری نیاز دارد و لازم نیست که صاحب دوچرخه، به رکاب دوچرخه فشار زیادی وارد نماید ولی برای اینکه سرعت دوچرخه افزایش یابد، لازم است تا دوچرخه‌سوار با سرعت زیادی، رکاب دوچرخه را بچرخاند که این موجب می‌شود تا پاهای دوچرخه‌سوار به دلیل چرخاندن رکاب خودرو با سرعت زیاد، خسته شده و علاوه بر آن، از نفس نیز بیفتد.

اگر زنجیر بر روی خورشیدی کوچک‌تر چرخ عقب قرار گیرد، با چرخاندن رکاب دوچرخه به‌وسیله صاحب آن، چرخ عقب دوچرخه مسافت بیشتری را طی می‌کند ولی انرژی زیادی از صاحب دوچرخه می‌طلبد. شروع حرکت از وضعیت سکون با این دنده خورشیدی، برای دوچرخه‌سوار بسیار دشوار و سخت خواهد بود.

بنابراین، بهتر است که دوچرخه‌سوار، برای شروع حرکت، از خورشیدی بزرگ چرخ عقب استفاده کند و با افزایش سرعت، دنده‌ها را به‌تدریج تعویض کرده و به ترتیب، زنجیر را بر روی خورشیدی‌های کوچک‌تر قرار دهد تا فشار کمتری را متحمل شود.

صاحب دوچرخه می‌بایست در سربالائی‌ها، زنجیر را بر روی خورشیدی بزرگ چرخ عقب قرار دهد تا انرژی کمتری برای حرکت صرف نماید و در جاده‌های مسطح و جاهایی که نیاز به سرعت زیاد دارد، از خورشیدی عقب با قطر کوچک استفاده نماید.

در شکل زیر، اگر چرخ‌دنده A به موتور و چرخ‌دنده B به چرخ‌ها متصل باشد و یا به عبارت دیگر گشتاور از طریق چرخ‌دنده A به چرخ‌دنده B منتقل شود، در صورت چرخش هر دور چرخ‌دنده A ، چرخ‌دنده B فقط یک‌چهارم دور می‌چرخد (چون چرخ‌دنده A دارای 20 دندانه و چرخ‌دنده B دارای 80 دندانه است).

در این وضعیت، موتور می‌تواند گشتاور زیادی را منتقل نماید و خودرو را از وضعیت سکون به حرکت درآورد. در این حالت سرعت چرخش میل‌لنگ زیاد است و خودرو به‌راحتی به حرکت درمی‌آید ولی سرعت خودرو نمی‌تواند از حدی افزایش یابد؛ بنابراین دنده یک می‌تواند گشتاور زیادی را منتقل کند ولی این دنده قابلیت آن را ندارد تا سرعت زیادی برای دوچرخه ایجاد نماید.

همان‌طور که گفته شد برای اینکه خودرو از وضعیت سکون شروع به حرکت کند، نیاز به گشتاور زیادی است، به همین علت تعداد دنده‌هائی که روی شفت (دنده‌ای که به موتور متصل است) قرار دارند، کم و تعداد دنده‌هائی که بر روی شفت متحرک (دنده‌ای که به چرخ‌ها متصل می‌شود) قرار دارد، زیاد است.

در زیر، تصویری شماتیک از چرخدنده ورودی و چرخدنده خروجی دنده یک نمایش داده شده است، دایره قرمز رنگ، نشان دهنده دنده ورودی می باشد که به موتور خودرو متصل است و دایره آبی‌رنگ، دنده خروجی را نشان می‌دهدکه در نهایت به چرخ‌ها متصل است.

بعد از اینکه خودرو حرکت کرد و اندکی سرعت خودرو افزایش یافت، برای اینکه هم به موتور آسیب نرسد و هم سرعت خودرو افزایش یابد، لازم است تا دنده ورودی و خروجی را تغییر دهیم، برای این کار دنده را به دو تغییر می‌دهیم، تعداد دندانه‌های ورودی دنده دو، نسبت به یک، اندکی بیشتر و تعداد دندانه‌های خروجی دنده دو، نسبت به دنده یک، اندکی کمتر است.

به همین ترتیب تعداد دندانه‌های چرخ‌دنده ورودی دنده سه، نسبت به دنده دو، بیشتر و تعداد دندانه‌های خروجی دنده سه، نسبت به دنده دو کمتر است.

در بیشتر خودروها، تعداد دنده‌های ورودی و خروجی دنده چهار، تقریباً با هم برابر است.

در دنده پنج، تعداد دندانه‌های خروجی از دندانه‌های ورودی بیشتر است.

بیشتر بخوانید:

میل لنگ خودرو: رهبر ارکستر قدرتمند موتور

تفاوت توان (اسب بخار) و گشتاور چیست؟

با عملکرد کلاچ (کلاژ) خودرو آشنا شوید

تعداد دنده‌ها در بعضی از گیربکس‌های دستی خودروهای رنو:

در زیر، تعداد دندانه‌های ورودی و خروجی گیربکس‌های دستی که بر روی خودروهای تندر سواری و ساندرو نصب هستند، به نمایش درآمده است:

نسبت دنده‌ها در گیربکس JH3 – 057 در تصویر زیر نشان داده شده است. برای محاسبه، تعداد دندانه‌های خروجی به تعداد دندانه‌های ورودی تقسیم شده است.

چگونگی درگیری دنده‌ها:

شخصی که اطلاعات ناچیزی در خصوص سیستم انتقال قدرت و مکانیزم تعویض دنده در گیربکس‌های دستی دارد، چنین تصور می‌کند که وقتی پدال کلاچ فشرده می‌شود، ارتباط بین گیربکس و موتور قطع شده لذا او می‌تواند عملیات تعویض دنده را انجام دهد، بدین ترتیب وقتی دنده را به طور مثال از دنده دو به سمت وضعیت خلاص حرکت می‌دهد، یک‌دنده که روی شفت خروجی است و یک‌دنده که روی دنده ورودی است، از وضعیت درگیری خارج می‌شود و سپس وقتی راننده دنده را از وضعیت خلاص به دنده سه حرکت می‌دهد، یک‌دنده روی شفت ورودی، با یک‌دنده روی شفت خروجی درگیر می‌شود. این تصور با آنچه در گیربکس اتفاق می افتد، فاصله زیادی دارد.

درگیر کردن و خارج کردن دو دنده از وضعیت درگیری در خصوص دنده‌های ساده(Spur Gear)، آسان است ولی این کارها برای دنده‌های مورب(Helical Gear)، دشوار و شاید غیر ممکن باشد. ازآنجاکه کلیه دنده‌های خودرو به جز دنده‌عقب، از نوع مورب هستند لذا در کنار دنده‌های مورب، دنده‌ای طراحی و ساخته اند که در بعضی جزوات، به آنها داگ دنده (Gear Dog) و در بعضی دیگر دنده های هم سرعت کننده (Synchronizer Gear) و گاهی دنده‌های قفل‌کننده (Locking Teeth) گفته می‌شود.

توجه داشته باشید که نوک دندانه‌های داگ دنده (Dog Gear Tooth) به‌صورت تیز ساخته شده‌اند تا عملیات درگیری، آسان‌تر انجام گیرد.

از طرفی دیگر، مجموعه دیگری در گیربکس با عنوان تودلی یا مغزی (Synchronizer Hub) وجود دارد که با شفت اصلی به‌صورت یکپارچه درمی‌آید.

قطعه دیگری با نام کشوئی (Sleeve) و یا Sliding Sleeve وجود دارد که بر روی تودلی (مغزی) قرار گرفته و می‌تواند حرکت عرض داشته باشد.

علاوه بر آنچه عنوان شد، قطعات دیگری وجود دارند که در زیر، نام و ترتیب قرارگرفتن آنها نمایش داده شده است:

1-    دنده اصلی (Gear Wheel)
2-    دنده‌برنجی، حلقه سرعت کننده، همگام ساز (Synchronizer Ring)
3-    حلقه فنری (Ring Spring)
4-    قطعات قفل‌کننده (Locking Elements)
5-    تودلی، مغزی (Synchronizer Hub)
6-    کشوئی (Sliding Sleeve)

ماهک دنده:

وقتی راننده دسته‌دنده را حرکت می‌دهد، کشوئی‌ها حرکت می‌نمایند، به عبارت دیگر از دسته‌دنده تا کشوئی‌ها، اهرم‌بندی‌هایی وجود دارد که در شکل زیر قابل مشاهده هستند:

ماهک دنده یکی از اجزای حیاتی گیربکس خودرو بوده که نقش مهمی در فرایند تعویض دنده ایفا می‌کند. این قطعه به دلیل شکل ظاهری خاصی که شبیه به چنگال خرچنگ است، به نام خرچنگی نیز شناخته می‌شود. قطعه با ایجاد ارتباط مکانیکی بین اهرم تعویض دنده و مجموعه دنده‌های داخلی گیربکس، امکان انتخاب دنده مورد نظر توسط راننده را فراهم می‌آورد. به عبارت دیگر، ماهک دنده به‌عنوان واسطی بین دست راننده و عملکرد مکانیکی گیربکس عمل می‌کند و در نتیجه، نقش تعیین‌کننده‌ای در انتقال قدرت موتور به چرخ‌ها و تنظیم سرعت خودرو دارد.

همان‌طور که عنوان گردید و در تصاویر نمایش داده شد، هر دنده از گیربکس، از دو چرخ‌دنده تشکیل شده است که یکی از آنها بر روی شفت ورودی و دیگری بر روی شفت خروجی قرار گرفته است. از این دو چرخ‌دنده، همیشه یکی با شفت مربوط به خود(شفتی که آن چرخ دنده بر روی آن قرار دارد) یکپارچه است و دنده دیگر، به‌صورت هرزگرد بر روی شفت مربوط به خود(شفتی که آن چرخ دنده بر روی آن قرار دارد) قرار دارد. اینکه کدام‌یک از چرخ‌دنده‌ها، با شفت مربوط به خود یکپارچه باشد و چرخ‌دنده دیگر بر روی شفت مقابل به‌صورت هرزگرد قرار گرفته است، بستگی به ساختار گیربکس و تیم مهندسی و طراح آن دارد. به طور مثال تصویر زیر، شفت ورودی یک گیربکس را نمایش می‌دهد، در این گیربکس، تمامی دنده‌های ورودی با شفتی که به صفحه کلاچ متصل هستند، یکپارچه هستند و دنده پنج آن نیز بعد از مونتاژ بر روی هزارخاری، با همین شفت یکپارچه خواهد شد.

شفت خروجی مربوط به این گیربکس در زیر نمایش داده شده است، کلیه دنده‌های روی شفت خروجی، به‌صورت هرزگرد به‌دور آن می‌چرخند.

ازآنجاکه همیشه یکی از دو چرخ‌دنده مربوط به یک‌دنده ، بر روی یکی از شفت‌های خروجی و یا ورودی، به‌صورت هرزگرد قرار دارد لذا علی رغم اینکه هر دو دنده در حال گردش هستند ولی گشتاور به شفت خروجی گیربکس منتقل نمی شود.

در تصویر فوق، نحوه قرارگرفتن شفت‌های ورودی و خروجی و نیز دنده‌های روی آنها قابل مشاهده هستند.

تودلی (مغزی)، کشوئی و داگ دنده‌ها چه نقشی در گیربکس دارند؟

همان‌طور که گفته شد، چرخ‌دنده‌های ورودی و خروجی بر روی دو شفت ورودی و خروجی قرار دارند و به جز دنده‌عقب، همه آنها با هم درگیر هستند، یکی از آنها با یکی از شفت‌ها به‌صورت یکپارچه و چرخ‌دنده دیگر، به‌صورت هرزگرد بر روی شفت دیگر، در حال چرخش هستند.

تودلی (مغزی) در کنار چرخ‌دنده‌ای که به‌صورت هرزگرد در آن، در حال چرخش است، وجود دارد. این قطعه به‌وسیله هزارخاری با شفتی که روی آن قرار دارد، یکپارچه شده است.

روی تودلی (مغزی) شیارهایی وجود دارد. قطعه دیگری بنام کشوئی وجود دارد که تودلی (مغزی) را احاطه کرده است و در داخل آن نیز شیارهایی وجود دارد که با شیارهای تودلی درگیر هستند. قسمت سر این شیارها به‌صورت نوک‌تیز ساخته شده‌اند تا با دندانه های داگ دنده راحت تر درگیر شوند.

همان‌طور که قبلاً  نیز گفته شده است، دندانه‌های داگ دنده، نوک‌تیز ساخته شده‌اند تا راحت‌تر با شیارهای کشوئی درگیر شوند.

شیارهای داخل تودلی (مغزی)، همان‌طور که در تصویر زیر نمایش داده شده‌اند، بر روی شیارهای روی شفت، مونتاژ و با آنها کاملاً درگیر می‌شوند لذا تودلی (مغزی) همیشه با شفت یکپارچه است. وقتی راننده دسته‌دنده را حرکت می‌دهد، اهرم‌های مربوطه، میل ماهک را حرکت داده و کشوئی به سمت داگ دنده مربوط به خود حرکت می‌نماید و قسمتی از شیارهای کشوئی با دندانه‌های داگ دنده درگیر می‌شوند. بدین ترتیب، دنده موردنظر با شفتی که بر روی آن قرار دارد یکپارچه شده و مسیر انتقال گشتاور کامل می‌شود و گشتاور از موتور به دیفرانسیل منتقل می‌گردد.

در تصویر زیر، کشوئی (مغزی) در جایی قرار دارد که شیارهای آن، با دندانه‌های داگ دنده درگیر نمی‌باشند لذا انتقال گشتاور از موتور به چرخ‌ها انجام نمی‌گیرد.

در شکل زیر، راننده دسته دنده را حرکت داده و کشوئی به سمت چپ حرکت کرده و شیارهای داخلی آن با دندانه‌های داگ دنده درگیر شده‌اند لذا قسمتی از شیارهای داخلی کشوئی با شیارهای تودلی (مغزی) و قسمت دیگری از شیارهای داخلی کشوئی با داگ دنده درگیر شده‌اند، بدین ترتیب گشتاور از طریق این دنده به شفت خروجی منتقل شده و در نهایت چرخ‌ها شروع به حرکت می‌کنند.

در تصویر زیر، دو حالت به نمایش درآمده است، حالتی که کشوئی حرکت نکرده و دنده درگیر نمی‌باشد و گشتاور منتقل نمی‌گردد و حالتی که کشوئی به‌وسیله دسته‌دنده و اهرم‌های مربوطه حرکت کرده و گشتاور در حال انتقال است.

وظیفه قطعات قفل‌کننده:

وقتی راننده دسته‌دنده را در دنده‌ای قرار می‌دهد، کشوئی حرکت کرده و مطابق آنچه عنوان شد، با دندانه‌های داگ دنده درگیر می‌شود. در اثر فشار زیاد و یا لرزش و ضربه، کشوئی ممکن است از جای خود حرکت کرده و دنده‌ها از وضعیت درگیری خارج شوند. برای اینکه کشوئی در جای خود به‌صورت پایدار باقی بماند، لازم است درگیری آن تضمین شود، برای این کار از حلقه‌های فنری و گوی‌های ساچمه‌ای و یا فنرهای کوچک که به شکل ورقه هستند، استفاده می‌شود.

علاوه بر استفاده از ساچمه و فنر، برای اینکه کشوئی در جای خود تثبیت شود، بر روی میل ماهک‌ها شیارهایی مطابق شکل زیر ایجاد شده است، این شیارها نیز در یک گوی دیگر قرار می‌گیرد تا دسته‌دنده به‌راحتی از جای خود خارج نشود.

دنده‌برنجی:

دنده‌برنجی وظیفه دارد تا وقتی شیارهای کشوئی می‌خواهد با دندانه‌های داگ دنده درگیر شوند، سرعت آنها با هم برابر باشد، به عبارت دیگر دنده‌برنجی عمل همگام ساز کردن و یا هم سرعت کردن آنها را انجام می‌دهد. در مجله رنو ایران مطلبی تحت عنوان "دنده‌برنجی در گیربکس خودرو چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟" وجود دارد، بامطالعه آن می‌توانید از وظیفه این قطعه مطلع شوید.

چگونگی عملکرد دنده‌عقب گیربکس:

برای اینکه خودرو بتواند به سمت عقب حرکت کند، از خاصیت چرخ‌دنده‌ها استفاده می‌شود. ازآنجاکه هر چرخ‌دنده، جهت حرکت را برعکس می‌کند لذا برای برعکس کردن جهت حرکت خودرو، یک چرخ‌دنده مابین چرخ‌دنده‌ای که روی شفت ورودی قرار دارد و چرخ‌دنده‌ای که روی شفت خروجی تعبیه شده است، قرار داده می‌شود تا جهت حرکت را معکوس نماید.

تنها دنده‌عقب گیربکس‌های دستی تعداد معدودی از خودروها، دارای دنده‌برنجی هستند و بیشتر خودروها فاقد این قطعه هستند، علت این است که کاربرد دنده‌عقب خیلی کم است و نصب دنده‌برنجی بر روی آنها موجب افزایش هزینه و پیچیدگی گیربکس می‌شود.

گیربکس خودرو پژو RD مدل‌های پائین، مجهز به دنده‌برنجی بر روی کلیه دنده‌ها از جمله دنده‌عقب است.

در ساخت دنده‌عقب خودروها از دنده ساده استفاده شده است.

در تصویر زیر مکانیزم جازدن دنده هرزگرد مربوط به دنده‌عقب در گیربکس خودرو تندر نمایش داده شده است.

نتیجه‌گیری:

وظیفه گیربکس، انتقال گشتاور از موتور به دیفرانسیل و در نهایت به چرخ‌ها است. این کار با توجه به درخواست و نیاز راننده و نیز شرایط جاده انجام می‌گیرد. با توجه به هزینه‌های بالای تعمیرات و در دسترس نبودن و قیمت بالای قطعات یدکی و نیز کم‌بودن تعداد تعمیرکاران آموزش دیده و باتجربه، بهتر است رانندگان و صاحبان خودرو به نگهداری سیستم‌های مختلف خودرو، نگاه ویژه و دوچندان داشته باشند و اهمیت زیادی به آن بدهند تا کار به تعمیرات ختم نشود. برای اینکه فرایند نگهداری به‌خوبی انجام شود، ابتدا صاحب خودرو و راننده می‌بایست از نحوه عملکرد سیستم‌های مختلف خودرو، خصوصاً آنهایی که دارای قطعات مکانیکی (مانند موتور، گیربکس، دیفرانسیل، سیستم فرمان و تعلیق و...) هستند و راننده در نحوه عملکرد آنها، تأثیر بسزایی دارد، اطلاع داشته باشد.

وقتی راننده به چگونگی کارکرد قطعات مختلف خودرو مانند سیستم کلاچ و گیربکس تسلط داشته باشد، قطعا روی رفتار و سبک چگونگی استفاده از سیستم کلاچ، نحوه و زمان تعویض دنده و دیگر نکات مربوطه تأثیر زیادی خواهد گذاشت. وقتی راننده با ساختار قطعات خودرو همانند موتور، سیستم کلاچ و گیربکس آشنا باشد، پیامدها و عوارض ناشی از عدم استفاده صحیح از آن را درک خواهد کرد و این موجب می‌شود تا علاوه بر به‌کارگیری صحیح از سیستم‌های مختلف خودرو، به بحث نگهداری و سرویس‌های دوره‌ای اهمیت خاصی قائل شود.

در مجله رنو ایران، مقاله‌ای با عنوان " آموزش گام‌به‌گام روشن‌کردن، حرکت، توقف و خاموش کردن خودرو " وجود دارد که با مطالعه آن می‌توانید به افزایش عمر بسیاری از قطعات و سیستم‌های خودرو و جلوگیری از آسیب دیدن آنها کمک نمایید.

حتی اگر صاحب یک خودرو با گیربکس اتوماتیک هستید و می خواهید از نحوه عملکرد گیربکس اتوماتیکی که بر روی خودرو شما نصب است، مطلع شوید و نحوه کار آن را بدانید، ابتدا باید چگونگی عملکرد گیربکس دستی را فرا بگیرید لذا آشنا بودن با نحوه کار گیربکس دستی خودرو، بسیار بااهمیت است و به عنوان پیش نیازی برای یادگیری روش کارکرد گیربکس‌های اتوماتیک مدرن امروزی است.

How does a manual gearbox work?

Writer: Alireza Keramatian/ Renault IRAN Technical Hub and Network Manager