مقدمه
گیربکس، بخش حیاتی وسیله نقلیه است که برای انتقال قدرت از موتور به چرخ‌ها استفاده می‌شود. در خودروها، انواع مختلفی از گیربکس‌ها وجود دارد. گیربکس‌ها می‌توانند دستی یا اتوماتیک، متغیر محدوده (CVT)، دوقلو یا توئین، پیشرانه برقی و هیدروژنی، نیمه خودکار و حتی گیربکس‌های با سرعت‌های مختلف باشند. هر نوع گیربکس ویژگی‌ها و عملکردهای منحصر به فردی دارد و بسته به نیازها و شرایط رانندگی، انتخاب می‌شود. گیربکس‌ها نقش مهمی در بهینه‌سازی توان و عملکرد خودرو دارند و تجربه رانندگی را تحت تأثیر قرار می‌دهند. در ادامه این مطلب از وبلاگ آقای اتومات با ما همراه باشید تا اطلاعات بیشتری درباره انواع گیربکس خودرو در اختیارتان قرار دهیم.
گیربکس اتوماتیک و گیربکس دستی چه تفاوتی دارند؟
گیربکس اتوماتیک و گیربکس دستی دو نوع گیربکس رایج در خودروها هستند و تفاوت‌های مهمی با یکدیگر دارند. در ادامه، تفاوت‌های اصلی بین این دو را بررسی می‌کنیم:
1. نحوه کنترل:
- گیربکس دستی: در گیربکس دستی، راننده مسئول کنترل تغییر دنده‌ها است. با استفاده از دسته دنده در ستون دنده یا دسته دنده در محیط کنسول میانی، راننده می‌تواند بین دنده‌های مختلف (معمولاً چندین سرعت) تغییر دهد.
- گیربکس اتوماتیک: در گیربکس اتوماتیک، سیستم خودرو برای تغییر دنده‌ها و کنترل گشتاور و سرعت به‌صورت خودکار و بر اساس شرایط رانندگی ورودی از سنسورها استفاده می‌کند. راننده نیازی به کنترل دستی تغییر دنده‌ها ندارد و می‌تواند به‌طور خودکار ترمز و سوئیچ‌های مختلف را برای تغییر سرعت استفاده کند.
2. راحتی و آسانی استفاده:
- گیربکس دستی: برای رانندگانی که با گیربکس دستی آشنایی دارند، استفاده از گیربکس دستی ممکن است طبیعی و آسان به نظر برسد. همچنین، برخی رانندگان لذت و احساس کنترل بیشتری را با استفاده از گیربکس دستی دارند.
- گیربکس اتوماتیک: گیربکس اتوماتیک برای رانندگانی که ترجیح می‌دهند به‌صورت خودکار تغییر سرعت صورت بگیرد، راحتی بیشتری ارائه می‌دهد. راننده نیازی به کنترل دستی تغییر دنده‌ها ندارد و می‌تواند بیشتر به تمرکز بر روی رانندگی و سایر جنبه‌های رانندگی اختصاص دهد.
3. کارایی و عملکرد:
- گیربکس دستی: برخی افراد معتقدند که در شرایط خاصی، مانند مسابقات یا رانندگی با سرعت بالا، گیربکس دستی قابلیت کنترل بهتری را برای راننده فراهم می‌کند. همچنین، گیربکس دستی معمولاً باعث انتقال بیشتر قدرت موتور به چرخ‌ها می‌شود.
- گیربکس اتوماتیک: گیربکس اتوماتیک معمولا در رانندگی شهری و شلوغ بسیار موثرتر است. این نوع گیربکس به صورت خودکار سرعت و گشتاور را بهینه می‌کند و برای رانندگی راحت تر و صرفه‌جویی در سوخت مناسب است.
نکته‌ای که باید به آن توجه کنید این است که تکنولوژی گیربکس‌ها در حال توسعه است و امروزه گیربکس‌های اتوماتیک پیشرفته با عملکرد و کارایی بسیار بالا موجود است. همچنین، برخی خودروها امکان تغییر دنده‌های دستی با استفاده از دسته‌های دنده در فرمت اتوماتیک (مانند پدال‌های دنده در استایل استفاده) را نیز دارند.
گیربکس سی وی تی (CVT) چیست و چگونه کار می‌کند؟
گیربکس CVT (مخفف Continuously Variable Transmission) یک نوع گیربکس است که برخلاف گیربکس‌های دستی و اتوماتیک با دنده‌های گسسته، از سیستم متغیر محدوده استفاده می‌کند. CVT یک سیستم پیوسته است که به صورت مداوم و بدون قطع و وصل دنده، نسبت دنده را تغییر می‌دهد.
عملکرد گیربکس CVT بر اساس دو مخزن روغن یا دیسک متصل به یک بستر مشبکی انجام می‌شود. این بستر شامل دو حلقه مشبک متقابل است که با حرکت دیسک‌ها به همراه یک نوار فولادی و یک دیسک فشرده می‌شود. یک حلقه مشبک به موتور متصل است و دیگری به چرخ‌ها. وقتی موتور در حال حرکت است، گشتاور ورودی را از طریق دیسک و نوار فولادی به دیسک فشرده منتقل می‌کند. این عمل باعث فشرده شدن دیسک و تغییر فاصله بین دو مخزن روغن می‌شود.
با تغییر فاصله بین دو مخزن روغن، نسبت دنده گیربکس CVT تغییر می‌کند. برای مثال، اگر فاصله کم باشد، نسبت دنده کم می‌شود که باعث افزایش سرعت و کاهش گشتاور می‌شود. به‌طور مشابه، اگر فاصله زیاد باشد، نسبت دنده زیاد می‌شود که باعث کاهش سرعت و افزایش گشتاور می‌شود.
مزیت اصلی استفاده از گیربکس CVT این است که نسبت دنده به‌طور پیوسته تغییر می‌کند و بهترین نسبت دنده برای شرایط مختلف را فراهم می‌کند. این منجر به بهبود کارایی سواری، صرفه‌جویی در سوخت و تجربه رانندگی نرمتر می‌شود. همچنین، با استفاده از سیستم CVT، نوسانات سرعت موتور کاهش می‌یابد و خودرو به صورت مداوم و بدون شتاب و توقف تغییر سرعت می‌دهد. به علت مزایایی که گیربکس CVT ارائه می‌دهد، این نوع گیربکس در خودروهای شهری و بازده بالا استفاده می‌شود.
گیربکس دوقلو یا توئین چیست و در چه وسایل نقلیه‌ای استفاده می‌شود؟
گیربکس دوقلو یا توئین (به انگلیسی: Twin-Clutch Transmission) یک نوع گیربکس اتوماتیک است که دو سیستم کلاچ (کلاچ‌های مجزا) برای تغییر دنده و کنترل گشتاور و سرعت استفاده می‌کند. این گیربکس همچنین با نام‌های دیگری مانند گیربکس دو گلوله‌ای (Dual-Clutch Transmission) و گیربکس DCT شناخته می‌شود. ویژگی‌های اصلی گیربکس دوقلو عبارتند از:
1. سرعت تغییر دنده
گیربکس دوقلو به علت داشتن دو کلاچ جداگانه و همزمان، قادر است به طور فوق‌العاده سریع تغییر دنده دهد. این ویژگی باعث می‌شود تا تغییر سرعت در حین شتاب‌زنی و بدون از دست دادن گشتاور صورت گیرد.
2. عملکرد پرسرعت
گیربکس دوقلو به دلیل عدم وقفه در انتقال قدرت بین گیرنده و انتقال‌دهنده (سیستم دو کلاچ)، تغییر سرعت پرسرعت و بدون شکست در سرعت فراهم می‌کند.
3. کارایی و رانندگی پویا
این نوع گیربکس به رانندگی پویا و هیجان‌انگیز کمک می‌کند. با تغییر سریع و بی‌درنگ دنده‌ها، احساس تسریع قوی‌تر و تجربه رانندگی بهتری به دست می‌آید.
4. عملکرد خودکار
گیربکس دوقلو به طور خودکار نسبت دنده را تغییر می‌دهد، بدون نیاز به دخالت دستی راننده. این بهره‌برداری از تکنولوژی کنترل الکترونیکی برای انتخاب بهترین نسبت دنده بر اساس شرایط رانندگی و سرعت خودرو صورت می‌گیرد. گیربکس دوقلو به‌طور گسترده در خودروهای اسپرت، خودروهای عملکرد بالا و خودروهای مسابقه‌ای استفاده می‌شود. این گیربکس به دلیل کارایی و عملکرد برتر خود، مخصوصا در ماشین‌هایی که سرعت و تسریع مهم هستند، جایگزینی برای گیربکس دستی محسوب می‌شود.
درباره گیربکس‌های دستی با شش دنده و هشت دنده بدانید
البته! گیربکس‌های دستی با شش دنده و هشت دنده در خودروها استفاده می‌شوند و معمولا در خودروهای سواری و خودروهای عمومی مانند خودروهای جاده‌ای و شهری موجود هستند. در زیر به توضیح کوتاهی از این دو نوع گیربکس می‌پردازم:
1. گیربکس دستی با شش دنده:
- گیربکس دستی با شش دنده، همچون نامش پیشنهاد می‌دهد، شش سطح دنده دارد که به کمک دسته‌ی دنده کنترل می‌شود.
- شش دنده در این گیربکس به ترتیب از یک (نخست) تا شش (آخر) شماره‌گذاری شده‌اند. دنده یک عمدتاً برای شروع حرکت و تسریع از حالت سکون و دنده‌های بالاتر برای سرعت بالا و مسافرت در جاده استفاده می‌شوند.
- راننده با استفاده از دسته دنده می‌تواند بین دنده‌ها جابجا شود و به ترتیب مورد نیاز خود را انتخاب کند.
2. گیربکس دستی با هشت دنده:
- گیربکس دستی با هشت دنده دارای هشت سطح دنده است که با استفاده از دسته دنده کنترل می‌شود.
- اضافه کردن دو دنده اضافه به این گیربکس نسبت به گیربکس با شش دنده، امکان انتقال نیرو و سرعت بهتر را در محدوده‌های سرعت مختلف فراهم می‌کند.
- در این گیربکس، هشت دنده به ترتیب از یک تا هشت شماره‌گذاری شده‌اند و راننده می‌تواند بین دنده‌ها جابجا شود تا سرعت و نیرو مورد نظر را به‌دست آورد.
هر دو این نوع گیربکس دستی به راننده اجازه می‌دهند کنترل کاملی بر روی دنده‌ها و نیروی وارده به چرخ‌ها داشته باشند. همچنین، این گیربکس‌ها به عنوان یک انتخاب محبوب برای علاقه‌مندان به رانندگی و کنترل دقیق خودرو محسوب می‌شوند.
گیربکس‌های نیمه خودکار (Semi-Automatic) چه ویژگی‌هایی دارند و چگونه کار می‌کنند؟
گیربکس نیمه خودکار (Semi-Automatic Transmission) نوعی گیربکس است که ویژگی‌هایی از هر دو گیربکس دستی و اتوماتیک را ترکیب می‌کند. این گیربکس به راننده امکان می‌دهد بین حالت دستی و حالت خودکار جابجا شود و با استفاده از دسته دنده و یا دکمه‌های موجود در فرمان، تغییر دنده را کنترل کند. ویژگی‌های اصلی گیربکس نیمه خودکار عبارتند از:
1. قابلیت تغییر دنده دستی
گیربکس نیمه خودکار به راننده اجازه می‌دهد که بین دنده‌ها به صورت دستی جابجا شود، مشابه گیربکس دستی. برخی از این گیربکس‌ها دارای دسته دنده هستند که تغییر دنده را کنترل می‌کند.
2. حالت خودکار
همچنین، گیربکس نیمه خودکار دارای حالت خودکار است که با استفاده از سیستم کنترل الکترونیکی به صورت خودکار دنده‌ها را تغییر می‌دهد. در این حالت، سیستم تشخیص می‌دهد که در چه شرایطی قرار دارید (مانند سرعت خودرو، گشتاور موتور و سیستم‌های دیگر) و بر اساس آن، دنده مناسب را انتخاب می‌کند.
3. عملکرد سریع
گیربکس نیمه خودکار به طور کلی تغییر دنده را سریعتر از گیربکس دستی انجام می‌دهد. این عملکرد سریع و بدون قطع و وصل دنده‌ها بهبودی در عملکرد و تجربه رانندگی را ارائه می‌دهد.
4. اتوماتیک و قابلیت تغییر دنده دستی
گیربکس نیمه خودکار به راننده اجازه می‌دهد بین حالت خودکار و حالت دستی جابجا شود، بسته به ترجیحات و نیازهای خود. این گزینه انعطاف بیشتری در استفاده از خودرو برای راننده ایجاد می‌کند. گیربکس نیمه خودکار معمولا در خودروهای اسپرت و خودروهای عمومی استفاده می‌شود.
چه مزایا و معایبی در استفاده از گیربکس های دو سرعته و چند سرعته وجود دارد؟
گیربکس‌های دو سرعته و چند سرعته در خودروها استفاده می‌شوند و هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. در زیر به برخی از مزایا و معایب استفاده از این دو نوع گیربکس می‌پردازم:
گیربکس دو سرعته:
مزایا:
- سادگی: گیربکس دو سرعته از طراحی ساده‌تری نسبت به گیربکس‌های چند سرعته برخوردار است و به همین دلیل هزینه تولید آن نسبتاً کمتر است.
- کم حجم: گیربکس دو سرعته از اندازه کوچکتری نسبت به گیربکس‌های چند سرعته برخوردار است، که می‌تواند منجر به صرفه‌جویی در فضای خودرو شود.
معایب:
- محدودیت سرعت: با تنها دو سرعت در اختیار داشتن، انتقال گشتاور و کنترل سرعت در برخی موارد ممکن است محدود شود. این به معنای نیاز به تغییر سرعت بیشتر و از دست دادن گشتاور موتور در سرعت‌های بالاتر است.
گیربکس چند سرعته:
مزایا:
- کنترل بهتر گشتاور: با داشتن بیش از دو سرعت، گیربکس چند سرعته قادر است گشتاور موتور را در محدوده‌های مختلف سرعتی بهتر کنترل کند. این منجر به عملکرد بهتر و بهبود تسریع خودرو می‌شود.
- بهره‌وری سوخت: با تغییر سرعت‌ها و نسبت دنده‌ها، میزان مصرف سوخت خودرو کاهش می‌یابد و بهره‌وری سوخت افزایش می‌یابد.
- تجربه رانندگی متنوع: رانندگان می‌توانند با تغییر دنده‌ها و انتخاب سرعت‌های مختلف، تجربه رانندگی متنوعی را تجربه کنند و خودرو را به سبک مورد نظر خود تنظیم کنند.
معایب:
- پیچیدگی و هزینه: گیربکس چند سرعته از طراحی پیچیده‌تری نسبت به گیربکس دو سرعته برخوردار است و هزینه تولید و نگهداری آن بالاتر است.
- حجم بزرگتر: با افزایش تعداد سرعت‌ها، گیربکس چند سرعته به طور کلی بزرگتر و حجیمتر از گیربکس دو سرعته است که ممکن است به اشغال فضای بیشتر در خودرو منجر شود.
درباره گیربکس‌های پیشرانه برقی و هیدروژنی بدانید
در زیر ادامه توضیحات کلی درباره گیربکس‌های پیشرانه برقی و هیدروژنی می‌پردازیم:
گیربکس پیشرانه برقی:
گیربکس پیشرانه برقی مرتبط با خودروهای الکتریکی و هیبریدی است. این گیربکس ها عموما تک سرعته هستند، یعنی تنها یک نسبت دنده برای انتقال قدرت وجود دارد. این گیربکس‌ها عموما ساده‌تر از گیربکس‌های دیگر هستند و معمولا به دلیل عدم نیاز به تعویض دنده، کمتر از دردسر نگهداری و تعمیرات هستند.
گیربکس هیدروژنی:
گیربکس هیدروژنی معمولا در خودروهای مجهز به سلول های سوختی هیدروژن استفاده می‌شود. در این نوع گیربکس، انتقال قدرت بین موتور سوختی هیدروژن و چرخ‌ها به وسیله سیستم هیدروژنی انجام می‌شود. این گیربکس‌ها معمولا چند سرعته هستند و به راننده امکان می‌دهند بین سرعت‌ها و نسبت‌های دنده مختلف جابجا شوند. این گیربکس‌ها همچنین قادر به بهینه‌سازی مصرف سوخت و بهره‌وری سیستم سوختی هیدروژنی هستند.
مزیت گیربکس‌های پیشرانه برقی و هیدروژنی این است که موتورها در این نوع سیستم‌ها به طور مستقیم انرژی را به چرخ‌ها منتقل می‌کنند، بدون نیاز به سیستم ترمز و کلاچ. همچنین، این گیربکس‌ها بهبود کارایی و کارکرد خودرو را ارتقا می‌بخشند. لازم به ذکر است که طراحی و عملکرد دقیق گیربکس‌های پیشرانه برقی و هیدروژنی بسته به نوع و برند خودرو و فناوری مورد استفاده قابل تغییر است.
چه تفاوتی بین گیربکس‌های قدیمی و گیربکس‌های جدید توربوشارژر دار وجود دارد؟
تفاوت اصلی بین گیربکس‌های سنتی و گیربکس‌های توربوشارژر دار در رابطه با سیستم قدرت است. لطفا توجه داشته باشید که توربوشارژ یک قسمت از سیستم توانایی موتور است و با گیربکس مرتبط نیست. با این حال، می‌توانیم تفاوت‌های کلی را بررسی کنیم:
گیربکس سنتی:
گیربکس سنتی، همچنین شناخته شده به عنوان گیربکس مکانیکی، بیشتر در خودروهای تجاری و شخصی استفاده می‌شود. این گیربکس‌ها معمولا شامل یک مجموعه دنده‌ها و کلاچ‌ها هستند که به کمک راننده، قدرت موتور را به چرخ‌ها منتقل می‌کنند. گیربکس سنتی نسبت‌های دنده‌های متعددی را ارائه می‌دهد که به راننده امکان تنظیم سرعت و گشتاور خودرو در متناسب با نیازهای مسیر فراهم می‌کند.
گیربکس توربوشارژ دار:
گیربکس توربوشارژ دار نیز مانند گیربکس سنتی عمل می‌کند، اما تفاوت اساسی در آن نحوه تولید قدرت است. در خودروهای توربوشارژ دار، توربوشارژر استفاده می‌شود تا هوا را فشرده کرده و به موتور تزریق کند، این امر باعث افزایش قدرت و گشتاور موتور می‌شود. گیربکس در اینجا همچنان مسئول انتقال قدرت از موتور به چرخ‌ها است و نقش تنظیم سرعت و گشتاور را نیز دارد.
بنابراین، تفاوت اصلی بین دو نوع گیربکس در رابطه با نحوه تولید قدرت و کارکرد موتور است. گیربکس سنتی برای خودروهایی استفاده می‌شود که از موتورهای بدون توربوشارژ استفاده می‌کنند، در حالی که گیربکس توربوشارژ دار در خودروهایی استفاده می‌شود که توربوشارژر را برای افزایش قدرت و گشتاور موتور به کار می‌برند.
گیربکس های متغیر محدوده (Multi-range) چیست و چه کاربردی دارند؟
گیربکس‌های متغیر محدوده (Multi-range)، گیربکس‌هایی هستند که به کاربر امکان تغییر محدوده سرعت‌ها را می‌دهند. با استفاده از این نوع گیربکس، راننده قادر است بین محدوده‌های سرعت مختلف انتخاب کند تا بر اساس شرایط رانندگی و نیازهای خود، سرعت و گشتاور مورد نظر را تنظیم کند. این نوع گیربکس معمولا در وسایل نقلیه سنگین و خاصی مانند کامیون‌ها، اتوبوس‌ها، تراکتورها و ماشین‌آلات سنگین مورد استفاده قرار می‌گیرد. این خودروها برای کاربردهایی مانند حمل بار سنگین یا انجام کارهای کشاورزی، نیاز به تنظیم گشتاور برای زمین‌کشی و کشیدن بار دارند. گیربکس متغیر محدوده معمولا به دو صورت اصلی عمل می‌کند:
1. گیربکس متغیر محدوده مکانیکی
در این نوع گیربکس، تعداد محدودی دنده و محدوده سرعت در دسترس راننده قرار دارد. با جابه‌جایی بین دنده‌ها و تنظیم محدوده سرعت، میزان گشتاور و سرعت خروجی تنظیم می‌شود.
2. گیربکس متغیر محدوده هیدرواستاتیک
در این نوع گیربکس، از هیدرواستاتیک استفاده می‌شود تا محدوده سرعت به طور پیوسته تغییر کند. با تنظیم میزان فشار هیدرولیکی، میزان گشتاور و سرعت خروجی تنظیم می‌شود.
استفاده از گیربکس متغیر محدوده در وسایل نقلیه سنگین به راننده اجازه می‌دهد تا به بهترین شکل از توان و عملکرد خودرو استفاده کند و با توجه به شرایط محیطی و مسیر، بهینه‌سازی کنترل بار و حرکت را انجام دهد.
سخن پایانی
در این مطلب از وبلاگ آقای اتومات با شما کاربران گرامی همراه بودیم و سعی کردیم درباره انواع گیربکس خودرو اطلاعات کاملی را در اختیارتان قرار دادیم. گیربکس‌ها، اجزای مهم در وسایل نقلیه هستند که برای انتقال قدرت از موتور به چرخ‌ها استفاده می‌شوند. انواع رایج گیربکس‌ها شامل گیربکس دستی، گیربکس اتوماتیک، گیربکس CVT، گیربکس دوقلو، گیربکس پیشرانه برقی و هیدروژنی، و گیربکس نیمه خودکار هستند. هر نوع گیربکس دارای ویژگی‌ها و عملکردهای مختلفی است که بسته به نیازها و نوع وسیله نقلیه، استفاده می‌شود.
