گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
اگر شما یک ماشین با گیربکس اتوماتیک رانده باشید ، دو تفاوت بزرگ بین گیربکس های اتوماتیک و گیربکس های دستی را می شناسید :
▪ خودرو های دارای گیربکس اتوماتیک پدال کلاچ ندارند .
محل قرار گرفتن گیربکس اتوماتیک
▪ خودرو های دارای گیربکس اتوماتیک نیازبه تعویض دنده دستی ندارند . یک بار شما دنده را در حالت drive قرار می دهید ، همه چیز ها دیگر خودکار عمل می کند .
گیربکس اتوماتیک ( بعلاوه مبدل گشتاور ) و گیربکس دستی ( با کلاچ ) دقیقاً مانند هم عمل می کنند ، اما از راه های کاملاً متفاوت. روش گیربکس اتوماتیک برای تعویض دنده کاملاً شگفت انگیز است .
ما در این مقاله طرز کار گیربکس اتوماتیک را خواهیم گفت . ابتدا با اساس کلی سیستم شروع می کنیم : دنده های سیاره ای .
نمونه برش خورده یک گیرکس اتوماتیک (Mercedes-Benz CLK
سپس چگونگی درگیر کردن دنده ها را خواهیم دید ، و چگونگی کنترل کار آنرا خواهیم آموخت و در مورد ریزه کاریهای پیچده مربوط به کنترل گیربکس بحث خواهیم کرد .
درست مثل جعبه دنده های دستی ، کار اصلی گیربکس های اتوماتیک این است که به موتور ( که دارای دامنه محدود سرعت است ) اجازه می دهد که سرعت خروجی با دامنه وسیعی داشته باشند .
خودرو ها بدون گیربکس محدود به یک نسبت انتقال دور می باشند ، این نسبت که قابل انتخاب است و به خودرو اجازه می دهد که با حداکثر سرعت مطلوب طی مسیر کند . اگر حداکثر سرعت ۸۰ مایل می خواهید ، پس باید انتقال دور شما شبیه دنده سه گیربکس های دستی خودرو ها باشد .
شما احتمالاً در حین رانندگی با خودرو های دارای جعبه دنده دستی فقط از دنده سه استفاده نمی کنید و اگر هم این کار را بکنید شتاب مورد نظرتان را در هنگام شروع حرکت نخواهید داشت . و در سرعت های بالا نیز ، موتور زوزه ای شدید خواهد داشت ( اگر عقربه نشان دهنده دور موتور نزدیک خط قرمز شود ) در این حالت موتور خودرو به زودی فرسوده می شود و تقریباً غیر قابل رانندن است.
بنابراین دنده های گیربکس تاثیر بیشتر یر گشتاور موتور دارد و موتور کار خود را با سرعت مناسبی ادامه می دهد .
تفاوت اساسی بین گیربکس های اتوماتیک و دستی این است که گیربکس دستی با درگیر و آزاد کردن مجموعه دنده های مختلف به شفت خروجی نسبت انتقال دور های متفاوتی می دهد. در حالی که در گیربکس اتوماتیک با همان مجموعه از دنده ها همه نسبت انتقال دور های متفاوت را می دهد . مجموعه دنده های سیاره ای وسیله ای است که این کار ها را در گیربکس اتوماتیک مقدور می کند . اکنون چگونگی کار مجموعه دنده های سیاره ای را خواهیم دید .
گیربکس مکانیکی
گیربکس یکی از اعضای سیستم انتقال قدرت می باشد وظیفه گیربکس تبدیل دور و گشتاور بوده
گیربکس وظیفه دارد که گشتاور (قدرت) و دور موتور را تغییر داده و به دلخواه راننده و نیاز جاده و
خیابان دور را کم قدرت را زیاد یا بلعکس دور را زیاد و قدرت را کم کند در مواقعی نیاز می باشد که
از قدرت بیشتری جهت حرکت اتومبیل استفاده شود همین طور نیاز می شود که پس از حرکت
اتومبیل سرعت بیشتری داشته و به حرکت خود ادامه دهد امروزه به علل اقتصادی و ایمنی بیشتر
گیربکس های دنده ای را ترجیح می دهند در گیربکس های دنده ای هر زوج دنده فقط یک نسبت دور
و گردش را به وجود می اورد در نتیجه برای به دست اوردن نسبت تبدیل های مختلف باید از چندین
زوج دنده استفاده کرد
انواع گیربکس
گیربکس دو نوع است : گیربکس معمولی و گیربکس اتوماتیک . در بعضی از اتومبیل ها دسته دنده
بغل فرمان قرار دارد و در اکثر اتومبیل ها دسته دنده در سمت راست راننده روی گیربکس بسته
شده است که به ان دنده گیربکس گویند
انواع محور یا شفت در گیربکس (جعبه دنده)
1- شفت ورودی (شفت کلاچ) 2- شفت اصلی یا شفت دو 3- شفت دنده عقب
وظیفه دنده ها در گیربکس تغییر دور گشتاور وظیفه دنده ها می باشد
وظیفه دنده برنجی هماهنگ کننده دور بین دنده بوده و عمل تعویض دنده را تسریع می کند
وظیفه خار موشکی جلو برنده و نگه دارنده دنده برنجی می باشد
وظیفه مته ساچمه ماهک برای جلوگیری از بیرون زدن دنده هنگام حرکت اتومبیل و ثابت ماندن
دنده از مته و ساچمه استفاده می شود
معایب عمده گیربکس
کلیه دنده ها به جز دنده چهار زوزه می کشد
1- سائیدگی و کچلی دو طرف میل دنده زیر محل قرار گرفتن ساچمه ها
2- کچلی و سائیدگی ساچمه ها یا بلبرینگ دنده زیر
یکی از دنده ها هنگام حرکت زوزه می کشد (مثلا دنده دو)
1- سائیدگی و معیوب شدن بوش همان دنده 2 – تیز کردن و سائیدگی همان دنده
هنگام حرکت دو دنده از یک ماهک بیرون می زند (مثال دنده دو و سه)
1- معیوب بودن یا شکستن فنر و ساچمه ماهک
2- خلاصی و سائیدگی بیش از حد میل ماهک و ماهک
کلیه دنده ها بیرون می زند
1-خلاصی افقی بیش از حد مجاز دند
2- سائیدگی بیش از حد واشر مسی دو طرف دنده زیر
هنگام حرکت و رها کردن کلاچ از گیربکس صدای زوزه شنیده می شود
معیوب بودن بلبرینگ یا بو سر میل لنگ
کلیه دنده های تعویضی تولید صدا می کند معیوب
1- معیوب بودن سیستم کلاچ از جمله هوا
2- رگلاژ نبودن کلاچ
3- معیوب بودن دیسک و صفحه کلاچ
هنگام تعویض دنده عقب صدا می کند و به سختی تعویض می شود
چون دنده عقب فاقد دنده برنجی می باشد احتمالا دور ارام موتور زیاد است
چکونگی ازمایش دنده برنجی
وظیفه دنده برنجی هماهنگ نمودن دور بین دو دنده می باشد در نتیجه هنگام تعویض و ازمایش
ان پس از قرار دادن دنده برنجی در محل خود و چرخاندن تا زمانی که دنده برنجی در جای خود دیگر
نچرخد سپس توسط ***** دنده گیر را اندازه گیری کرده وبا اندازه مجاز ان مقایسه می کنیم
علت روغن ریزی گیربکس
1- گرفتگی هواکش گیربکس 2- ابندی نبودن واشرهای اب بندی و کاسه نمدها
علت روغن ریزی از کاسه نمد گلدانی عقب گیربکس
1- معیوب بودن کاسه نمد جلو و شفت وردی 2- زیاد بودن واسگازین گیربکس
چگونگی تشخیص معیوب بودن بلیرینگ شفت ورودی گیربکس
هنگامی که موتور روشن و دنده خلاص است تولید صدا کرده و با گرفتن کلاچ صدا قطع می شود
در چنین حالتی باید بلبرینگ شفت ورودی عوض شود
1- معیوب بودن و پاره شدن لاستیک دسته موتور و گیربکس دنده ها را نیز دچار اشکال می کند
خلاصی زیاد دسته دنده و لرزش ان هنگام حرکت اتومبیل را موجب می شود
2- سائیدگی محل قرار گرفتن دسته دنده
وظیفه ضامن دنده عقب در گیربکس
برای جلوگیری از جا رفتن دنده چهار به جای دنده عقب و بلعکس از ضامن دنده عقب استفاده
می شود که در اتومبیل های مختلف فرق می کند
وظیفه ضامن در دنده جلو
برای جلوگیری از درگیری دو دنده در یک لحظه طراحی میل ماهک و اهرم تعویض به گونه ای است که هنگام تعویض دنده فقط یک دنده تعویض می شود
گیربکسهای اتوماتیک
در سال 1938 کرایسلر کلاچ هیدرولیکی را تولید نمود که با وجود آن در حالی که جعبه دنده می توانست در وضعیت درگیری باشد موتور با دور آرام به کار خود ادامه می داد . و با این طرح گام موفقیت آمیزی در ابداع جعبه دنده های نیمه اتوماتیک برداشته شد و بدین لحاظ کرایسلر مشهور گردید .
جعبه دنده های نیمه اتوماتیکی که طراحی گردید به نام های مختلف در تجارت شناخته شد مانند: و در طراحی های بعد به جای کلاچ هیدرولیکی مبدل گشتاور هیدرولیکی جایگزین شد و به نام های کرایسلر تورک – درایو و پلی موث هیدرایو نامیده شد.مشاهده می شود که در آن ها به منظور تعویض دنده ها هنوز از یک کلاچ پایی استفاده شده است .
در سال 1940 کارخانه جنرال موتور جعبه دنده هیدراماتیک را برای اولین بار در اتومبیل اولد زموبیل به کار برد . این طراحی اولین بار در اتومبیل اولدزموبیل به کار برد . این طراحی اولین کاربرد کلاچ های هیدرولیکی را در ترکیب جعبه دنده 4 دنده ای مشخص کرد و جعبه دنده اتوماتیک نامیده شد که در آن مجموعه خورشیدی جلو و عقب برای وضعیت خلاص و دنده های جلو به کار برده شد و در دنده عقب مجموعه ی خورشیدی جلو نسبت دور کاهنده ای ( افزایش گشتاور ) دارد و مجموعه خورشید عقب مسیر قدرت را عکس نمود و همچنین نسبت دور دنده عقب را بیشتر کاهش می دهد . ( افزایش گشتاور را بیشتر افزایش می دهد . )
در سال 1948 بیوک جعبه جعبه دنده داینافلو را ارائه داد و اولین اتومبیلی بود که در آن موفق شده بودند جعبه دنده اتوماتیک را با مبدل گشتاور هیدرولیکی به کار برند که با استفاده از مجموعه خورشیدی حرکت مستقیم دنده یک و دنده عقب را شامل می شد و اهرم تعویض دنده جعبه دنده را به محور خروجی مبدل گشتاور بدون دنده های اضافی مربوط می سازد . ضریب ماکزیمم در مبدل گشتاور 1 : 25/2 و نسبت دنده در دنده یک 1 : 82/1 می باشد که دارای کشش عالی در سر بالایی ها بوده و حالت ترمز موتوری در سرازیری ها را نیز دارا می باشد کاربرد عمومی جعبه دندذه های اتوماتیک که ناشی از رشد صنعتی بوده است . جعبه دنده های اتو ماتیک فورد – ا – ماتیک ترکیبی است از یک مبدل گشتاور 3 عنصری و یک سیستم مجموعه خورشیدی که شامل 3 دنده جلو ( 3 سرعته ) و یک دنده عقب می باشد . ضریب ماکزیمم مبدل گشتاور آن برابر 1: 1/2 می باشد . مسیر حرکت از مبدل گشتاور شروع می شود و دارای نسبت دنده متوسط ( دنده دو ) 1 : 48/1 ( افزایش گشتاور کم ) با تعویض دنده به طور خودکار بوده و همچنین دارای نسبت دنده یک 1 : 44/2 ( افزایش گشتاور زیاد ) که برای عبور در سر بالایی ها و حالت ترمز موتوری در سرازیریها می باشد طراحی شده است .
کرایسلر دارای جعبه دنده اتوماتیک دو سرعته به نام پاور فلایت می باشد که دارای یک مبدل گشتاور 3 عنصری ( توربین پمپ استاتور ) و دو مجموعه خورشیدی با نسبت دنده هایی به منظور درگیری دنده یک دنده عقب و دنده مستقیم می باشد . هنگام حرکت مسیر قدرت از مبدل گشتاور که دارای ضریب ماکزیمم گشتاوری 1 : 7/2 است شروع می شود و در دنده یک نسبت دنده ی 1 : 27/1 می باشد که به طور خودکار در دنده مستقیم قرار می گیرد . ( در دنده مستقیم نسبت دنده 1 : 1 است و در صورت لزوم نسبت مبدل گشتاور اعمال می گردد . ) این جعبه دنده نیز توسط اهرم تعویض دنده به طور دستی در دنده یک ( برای حرکت در سربالایی و سرازیری ) قرار می گیرد .
طرح جدید جعبه دنده اتوماتیک اولتراماتیک مربوط به اتومبیل پاکارد نشان می دهد که دارای مبدل گشتاور 4 عنصری و یک مجموعه
دنده های خورشیدی است که مشابه جعبه دنده داینافلوی بیوک می باشد و قادر است تا وضعیت های دنده مستقیم دنده یک و دنده عقب را درگیر نماید . مسیر قدرت مانند جعبه دنده ی داینافلو در حرکت به جلو از مبدل گشتاور شروع شده و بدون کمک دنده های اضافی به محور خروجی منتقل می گردد . مبدل گشتاور آن دارای یک کلاچ اصطکاکی برای وضعیت دنده مستقیم می باشد که به طور خودکارعمل می کند و در سایر وضعیت ها کلاچ اصطکاکی مبدل گشتاور قطع می باشد که مبدل می تواند حد اکثر نسبت گشتاوری 1 : 4/2 را منتقل نماید . نسبت در دنده یک 1 : 82/1 می باشد که جعبه دنده به وسیله اهرم تعویض دنده می تواند در این وضعیت برای عبور درسر بالایی و سرازیری قرار گیرد .
جعبه دنده های اتوماتیک استودبکر که به وسیله بورگ – وارنر ارائه گردید دارای مبدل گشتاور 3 عنصری با یک کلاچ حرکت مستقیم و دو مجموعه خورشیدی که 3 دنده جلو و یک دنده عقب می باشد طراحی گردیده است . حداکثر ضریب افزایشی مبدل گشتاور 1 : 15/2 است که دارای وضعیت دنده متوسط دنده مستقیم دنده یک و دنده عقب می باشد و نسبت دنده ها عبارتند از : دنده 1 :31/2 دنده دو 1: 43/1 و دنده سه 1 : 1 برای حرکت در سر بالایی و سرازیری با دنده یک می توان توسط توضیحات بعدا گفته خواهد شد . اهرم
تعویض دنده به طور دستی جعبه دنده را در وضعیت قرار داد .
تا سال 1955 طراحی جعبه دنده های اتوماتیک کامل گردید و از آن تاریخ به بعد با اتخاذ تصمیم مشترک و استاندارد اکثر کارخانجات آن را به کار بردند به طوری که امروزه بیش از 90 درصد اتومبیل ها ی امروزی آمریکایی مجهز به جعبه دنده های اتوماتیک می باشند . جعبه دنده اتوماتیک اولترا ماتیک مربوط به اتومبیل پاکارد مسیر قدرت در آن و در جعبه دنده اتوماتیک پاورگلاید و سایر جعبه دنده های اتوماتیک 2 سرعته یکسان می باشد . شرح این که چگونه یک جعبه دنده اتوماتیک کار می کند باید گفت که یک داستان هیجان انگیزی است به وسیله مختصر نگاهی به اصول مقدماتی و اساسی طرز کار آنها می توان فهمید که جعبه دنده های اتوماتیک چه طور کار می کنند و این بسیار ساده است زیرا تمام تعویض های خودکار با استفاده از اصول اولیه طراحی شدهاند و به طور کلی دارای یک مبدل گشتاور هیدرولیکی و یک مجموعه خورشیدی با نسبت دنده های مختلف می باشند که به وسیله ی یک سیستم کنترل هیدرولیکی به طور خودکار
تعویض دنده ها را انجام می دهد . ترکیب مبدل گشتاور هیدرلیکی و مجموعه ی دنده های خورشیدی رایج در تعدادی از جعبه دنده های اتوماتیک هم خانواده مانند جعبه دنده های تورک فلایت ( کرایسلر ) کروئیز – ا – ماتیک ( فورد ) و هیدرا – ماتیک ( جنرال موتور ) به کار برده شده است .
یکی از بزرگترین مزیت های جعبه دنده های اتوماتیک این است که به طور خودکار دنده ها را تعویض می نماید و وظایف راننده را کاهش می دهد و در نتیجه او مجبور نخواهد بود که در تعویض دنده ها مهارت خاص رانندگی را دارا باشد و متناسب با مقاومت مسیر که بستگی به وزن سرعت و موقعیت اتومبیل دارد به طور خودکار در مواقع لزوم تعویض دنده ها انجام می گردد . در جعبه دنده های معمولی بر اثر سرعت بیش از حد معمول و یا عدم ایجاد هماهنگی بین سرعت چرخ دنده ها هنگام درگیر شدن توسط یک راننده ی
غیر ماهر باعث استهلاک سریع قطعات خواهد گردید . در صورتی که در جعبه دنده های اتوماتیک راننده به یک اهرم تغییر وضعیت دنده ها و پدال گاز احتیاج دارد .
سیستم های کنترل کننده :
جعبه دنده های اتوماتیک دارای سیستم های کنترل کننده ای می باشند که اولا جعبه دنده را با موتور مربوط می سازد بدین ترتیب که هر گونه تغییرات موتور را عینا به جعبه دنده منتقل می نمایند و باعث تعویض دنده ها می گردند . ثانیا ارتباط راننده با جعبه دنده را به وسیله اهرم تغییر وضعیت به طور دستی بر قرار می سازد که هر کدام به نوبه ی خود دارای وظایفی می باشد :
سیستم کنترل دستی :
ارتباط راننده به جعبه دنده را بر قرار می سازد و تغییر وضعیت اهرم تعویض دنده ها را به وسیله ی اتصالات آن به سوپاپ دستی واقع در بدنه ی سوپاپ سیستم کنترل هیدرولیکی منتقل می نماید .
سیستم کنترل دریچه گاز :
این سیستم گشتاور موتور را احساس می کند و شامل مجموعه ی سوپاپ تعدیل فشار در بدنه ی سوپاپ سیستم کنترل هیدرولیکی می باشد و این سیستم اثر گشتاور ورودی را یا به وسیله ی اهرم های اتصال به طور مکانیکی از پدال گاز به جعبه دنده و یا به وسیله ی یک اثر خلایی از زیر دریچه گاز کاربراتور به یک واحد کنترل کننده خلایی در بدنه جعبه دنده دریافت می کند . اگر در تعویض خودکار دنده هااشکالی پیش بیاید علاوه بر موارد فوق یک ارتباط دهنده دیگری برای جعبه دنده ضروری است و بدین منظور یک سیستم گاورنرپیش بینی شده است تا تغییرات سرعت جاده ای اتومبیل را به جعبه دنده منتقل نماید .
سیستم کنترل گاورنر :
این سیستم تغییرات سرعت اتومبیل را از دور خروجی جعبه دنده احساس می کند و مانند سیستم کنترل دریچه گاز اثر فشار هیدرولیکی را به بدنه سوپاپ سیستم کنترل هیدرولیکی می فرستد این سیستم مجهز به مجموعه ی سوپاپ تنظیم فشار با وزنه های گریز از مرکز می باشد . سیستم کنترل دستی کنترل دریچه گاز و کنترل گاورنر قسمت هایی از سیستم کنترل هیدرولیکی می باشند .
سیستم کنترل هیدرولیکی :
این سیستم شامل یک پمپ هیدرو لیک جتو و سوپاپ تعدیل فشار برای تکمیل و پر کردن روغن مورد نیاز مبدل گشتاور با تجهیزات مربوطه و ارسال روغن به بدنه سوپاپ جهت تقسیم نمودن به مدارات راه انداز کلاچ و باند ( نوار ترمز ) می باشد. بدنه سوپاپ مغز سیستم هیدرولیکی و به طور معمول جایگاه سوپاپ دستی سوپاپ کنترل دریچه گاز و یک سوپاپ کنترل دستی برای ایجاد درگیری دنده یک توسط راننده و مجموعه ی سوپاپ تعویض دنده به طور خودکار می باشد .
روغن های هیدرولیک گیربکس های اتوماتیک:
چهار وظیفه ی اصلی روغن در این سیستم:
- قدرت موتور را از طریق مبدل گشتاور(کلاچ روغنی) انتقال میدهد.
- گرمای جعبه دنده و مبدل گشتاور را به خنک کن منتقل کند.
- فشار هیدرولیکی را از طریق سیستم هیدرولیکی انتقال دهد.
- مانند روغن موتور تمام قسمتها را روعغنکاری کند.
خصوصیات روغن هیدرولیک:
- ثبات اکسیداسیون در مقابل دماهای بالا
- ثابت ماندن غلظت در دماهای بالا و پائین
- سازگاری با مواد لاستیکی و اصطکاکی
- سایر خصوصیات شیمیایی
انواع روغنهای توصیه شده توسط کارخانجات برای سرویس جعبه دنده
| از سال 1968 به بعد | تا سال 1968 | شرکت ها |
| Dexron یا AQ_A | AQ-A Dexron | American motor |
| Dexron یا AQ_A | Dexron یا AQ_A | کرایسلر Chrysler |
| typeF _M2C33D یاF | typeF _M2C33D یاF | ford |
| Dexron | Dexron یا AQ_A | General motor |
فقط از روغنهای تصویب شده ای استفاده کنید که توسط کارخانه تعیین گردیده است.برای مثال به علت ناسازگار بودن روغنهای f , dexron با جانشین کردن انها به جای یکدیگر صفحات اصطکاکی سریعتر ساییده میشود.
هر جعبه دنده با توجه به طراحی ان به یک نوع روغن با ضریب اصطکاک مخصوص(نیرویی برای توقف و یا جلوگیری از حرکت بین دو جسم مجاور هم که به صفحات کلاچ و باند مربوط است.) به خود نیاز دارد،تا وظایف جعبه دنده را به خوبی انجام دهد.
در مورد روغن موتور هم همچنین است و باید در انتخاب ان دقت کرد.به طور مثال روغن موتور تصویب شده باعث ورم کردن واشرها و در نتیجه اببندی بهتر می شود.در حالی که اگر از یک روغن موتور با فرمول شیمیایی دیگر استفاده کنیم احتمال نشتی و یا حتی خوردگی واشرها و مواد پلاستیکی پیش می اید.
کنترل سطح روغن و کیفیت ان :
پایین بودن سطح روغن :
باعث ترکیب هوا در روغن، در اثر مکش پمپ می شود. وجود هوا در روغن باعث پوکی میشود و باعث ایجاد قابلیت تراکم میشود. در نتیجه درگیری ها با تاخیر انجام خواهد شد. همچنین پمپ نمیتواند به خوبی مبدل و سیستم هیدرولیک را تغذیه کند و در نتیجه گرمای زیاد باعث فرسوده شدن قطعات خواهد شد.
اثرات بالا بودن سطح روغن :
باعث میشود دنده های جعبه دنده تولید کف و ایجاد حباب مینماید و مانند حالت پایین بودن سطح روغن ، باعث لغزش و گرمای بیش از حد میگردد.کف کردن توام با گرمای زیاد باعث میشود که روغن سریعتر اکسید شود و ایجاد لعاب کند و در نتیجه سوپاپها چسبناک می گردند.
کنترل کیفیت روغن :
علائم روغن تیره و سیاه :
وقتی روغن دارای رنگ تیره و سیاه باشد و نیز با بوی سیم پیچ سوخته همراه باشد در این صورت روغن جعبه دنده بیش از اندازه گرم شده و صفحات کلاچ یا باند سوخته است. اگر رنگ روغن تیره باشد ولی بوی سوختگی ندهد تغییر رنگ ان ممکن است از ضد یخ اتیلن گلیکول باشد.
شیری رنگ شدن روغن :
رنگ شیری روغن بدین معنی است که در روغن اب وجود دارد که در اینصورت اب به روغن جعبه دنده راه پیدا کرده است که باعث تورم کنترل کننده ها و نرمی سطوح اصطکاکی میگردد.
لعاب دار شدن روغن :
در این حالت روغن دارای رنگ قهوه ای روشن متمایل به تیره را دارا میباشدو روغن شفافیت و رنگ قرمز خود را از دست میدهد و لعابی روی ان تشکیل می شود که از روی گیج روغن مشخص است (مانند نفت روی اب) لعاب باعث چسبندگی سوپاپها و مسدود کردن مجاری ها میشود که باعث افت فشار خواهد شد.
در میان روغن های در دسترس, روغن های جعبه دنده های اتوماتیک (ATF), به علت این که باید شرایط بسیار خاصی را ایجاد کنند, از پیچیده ترین روغن ها به حساب می آیند.
مهم ترین ویژگی های این روغن ها عبارتند از: انتقال حرارت, جلوگیری از سایش, روغن کاری, مقاوم در برابر کف کردن و کیفیت خوب انتقال قدرت.
به علاوه, این ترکیبات باید با مواد مختلفی که در جعبه دنده وجود دارند, از قبیل سیل ها و دیسک های اصطکاک, سازگار بوده و در درجه حرارت بسیار بالا و پایین و برای هزاران کیلومتر کارکرد, دارای شرایط بسیار خوبی باشند.
سازندگان اصلی جعبه دنده های اتوماتیک, نیازهای روغن کاری را به شرح زیر برای جعبه دنده های خود توصیه کرده اند.
– شرکت جنرال موتورز مشخصات Dexron III یا Dexron IV را پیشنهاد کرده است.
– شرکت فورد موتور, مایعاتی که مشخصات Mercon را داشته باشند, از سال1987 تا به حال پیشنهاد کرده است. (تمام جعبه دنده های انتقال که قبل از سال1981 ساخته شده اند, نیاز به روغن از نوع F دارند.) مخلوط کردن این روغن ها با یکدیگر (در مواردی که مشخص نشده است), باعث کاهش کیفیت جابه جایی دنده ها خواهد شد. ( Mercon V برای جعبه دنده های مدل سال1996 مورد نیاز است).
– جعبه دنده های آلیسون- روغنی که دارای مشخصات Allison C-4 باشد برای جعبه دنده هایی که دارای شرایط کاری سخت هستند, پیشنهاد شده است. (سطح مرغوبیت جدید Allison C-5 برای مدل های1996 مورد نیاز است.)
– کاترپیلار- روغن هایی که مشخصات TO-4 را دارا باشند, برای تمام سیستم های انتقال, ترمز با دیسک های تر و دیفرانسیل توصیه شده است.
– کرایسلر- کرایسلر پیش از این مشخصات Dexron را مورد استفاده قرار می داد ولی از سال1996 به بعد مشخصات MS 7176 را پیشنهاد کرده است.
در سال های اخیر روغن با مشخصات کاترپیلار TO-4 , با مخالفت هایی روبرو شده است, به ویژه در مواردی که اپراتورها مجبور به عدم استفاده از روغن های موتور در این سیستم ها شده اند.
به هر حال از زمانی که کاترپیلار, استفاده از روغن موتور در این سیستم ها را تایید کرد و با توجه به مواردی که در حال حاضر در سیستم های جدید به کار رفته اند, باعث در نظر گرفتن مواردی در رابطه با تطابق با مواد افزودنی موجود در روغن موتور شده است.
اولین مساله ای که توسط شرکت کاترپیلار (و دیگر سازندگانی که از این نوع سیستم های انتقال استفاده می کنند) در نظر گرفته شده این است که در طراحی سیستم های جدید انتقال, نیاز به درجه بالاتری از اصطکاک, به منظور دستیابی به بیشترین اثر دیسک های کلاچ و دیگر سیستم های ترمزی است. در نتیجه در روغن با مشخصات کاترپیلار TO-4 شاید از مواد افزودنی بهبوده دهنده خواص اصطکاک استفاده شده باشد. بنابراین بعضی از روغن های موتور برای این سیستم ها مناسب نیستند. چون ممکن است در فرمولاسیون آنها از ماده افزودنی بهبود دهنده خواص اصطکاک استفاده شده باشد. این مواد افزودنی می توانند به طور جدی روی عملکرد دیسک کلاچ اثر منفی بگذارند.
دومین مورد, عدم تطابق بین مواد افزودنی پاک کننده به ویژه (موادی که در فرمولاسیون روغن موتور بکار برده شده اند) با مواد اصطکاکی دیسک کلاچ و الاستومرها (از قبیل کاسه نمدهای روغن), است.
خیلی از روغن های موتور که امروز مورد استفاده قرار می گیرند دارای ترکیبات آلی نیتروژن دار در مجموعه مواد افزودنی پاک کننده- متفرق کننده هستند. این ترکیبات نیتروژن دار دارای اثر منفی روی سیل های روغن سیستم انتقال بوده و باعث می شوند که این سیل ها چروکیده و یا بیش از حد باد کنند. در هر دو حالت نشتی روغن در سیستم انتقال رخ خواهد داد.
یک مشکل بسیار جدی که ترکیبات نیتروژن دار آلی ایجاد می کنند, این است که این مواد, باعث ترد کردن مواد اصطکاکی سیستم انتقال شده و نتیجه این کار, شکست و از دست رفتن این مواد اصطکاکی از روی دیسک است. به عنوان یک نتیجه, روغن های موتور نمی توانند برای مدت زیادی در سیستم های طراحی شده جدید, مورد استفاده قرار گیرند. چون به احتمال بسیار زیاد, در این روغن ها ترکیبات آلی نیتروژن دار, وجود دارد.
وجود ترکیبات آلی نتیروژن دار و مواد افزودنی بهبود دهنده خواص اصطکاکی, باعث کوتاه شدن غیرعادی طول عمر سیستم های انتقال جدید می شود.
برای سیستم های انتقال جدید, باید از مواد افزودنی با شیمی جدید و روغن هایی با فرمولاسیون های خاص استفاده کرد.
در حالی که مشخصات مختلفی توسط سازندگان ماشین آلات برای روغن های دنده اتوماتیک تعریف شده است, درصد بسیار زیادی از این روغن ها ممکن است در سیستم های دیگر, از قبیل سیستم های انتقال قدرت در ماشین آلات راه سازی و دستگاه های مورد استفاده در معدن کاری, کمپرسورهای دورانی از نوع مارپیچ و سیستم های فرمان مورد استفاده قرار گیرند.
روغن های مورد استفاده در تراکتور این روغن ها برای روانکاری سیستم های انتقال, ترمز های تر (Wet Breaks), کلاچ های تر (Wet Clutches) و سیستم های اتوماتیک مورد استفاده قرار می گیرند. به طور معمول روغن مورد نیاز همه قسمت ها از یک مخزن تامین می شود. خواص منحصر به فرد این مایعات, باعث شده است که از این روغن ها در سیستم های انتقال دهنده صنعتی و بعضی از سیستم های هیدرولیک با فشار زیاد نیز استفاده شود.
به خاطر این خاصیت ها به این روغن ها, روغن های انتقال عمومی تراکتور می گویند. هنگام استفاده از این روغن ها, در سیستم های جدید انتقال, با توجه به مواد اصطکاکی بکار برده شده در آنها, سیل ها و دیگر مواد سازنده این سیستم ها, باید توجه زیادی شود که روغن با این مواد سازگاری داشته باشد.
هنگام استفاده از یک روغن با مشخصات کاترپیلار TO-4 , عاقلانه است که هم با سازنده روغن و هم با سازنده دستگاه مشورت شود.
عملکرد و سیر تکاملی روغن های A.T.F
گزارش
در سمینار ” روانکارها در گیربکس های اتوماتیک ” که به ابتکار شرکت نفت پارس و با همکاری فویت توربو ایران در خرداد ماه جاری در چالوس برگزار شد، شش مقاله علمی و تخصصی توسط مهندسان و کارشناسان نفت پارس و فویت توربو ارائه گردید . متخصصانی که این مقاله ها را ارائه دادند، آقایان مهندس ناصر اسلامی، مهندس عباس ناصری، مهندس مجید محمد خانی و مهندس مستانه بکایی از واحد فراورده های شرکت نفت پارس و حامد اوسطی و علیرضا خواهان از شرکت فویت توربو بودند .
گزارش مربوط به این گردهمایی را که با حضور بیش از 70 نفر از مدیران عامل و روسای سازمانهای اتوبوسرانی سراسر کشور برگزار شد ، در شماره گذشته ماهنامه نفت پارس ملاحظه نمودید .
از آنجا که مقاله های ارائه شده در گردهمایی یاد شده از دیدگاه تخصصی و فنی حائز اهمیت می باشد، فشرده ای از نکات برجسته در مقاله های ارائه شده را در این گزارش برای آگاهی خوانندگان گرامی برگزیده ایم .
روغن های A.T.F به منزله روغن های انتقال اتوماتیک از پیچیده ترین روانکارهایی هستند که در صنعت تولید می شوند . تعداد مواد افزودنی این روغن ها، گاه به پانزده نوع ماده مختلف می رسد .
روغن های A.T.F به طور کلی دوازده عملکرد متفاوت بشرح زیر دارند: عامل انتقال قدرت موتور از طریق مبدل گشتاور، سیال در هیدرولیک ها، کنترل کننده دما از طریق انتقال حرارت، روانکاری یاتاقان ها و دنده ها، روانکاری کلیه سطوح اصطکاک، کنترل کننده تورم آب بندها، کنترل کننده اصطکاک در صفحه کلاچ ها در دمای متغیر از منهای 40 در جه تا 175 درجه سانتی گراد، محافظت از سطوح فلزات در برابر خوردگی، مقاومت در برابر اکسیداسیون و کف کردن ها و دارا بودن نقطه اشتعال بالا و فرّار بودن کم .
عمده ترین ویژگی های روغن های A.T.F عبارتند از : پایداری در برابر اکسیداسیون، پاک کنندگی و معلق کنندگی، پایداری در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش، سازگاری با آب بندها، داشتن خواص اصطکاکی، برخوردار بودن از تغییرات اندک ویسکوزیته نسبت به دما و بالاخره مقاومت در برابر ایجاد کف .
به دلیل درجه حرارت بالا، اکسیداسیون روغن های A.T.F باعث موارد زیر می شود : ایجاد رسوبات و مواد لجن شکل بر روی صفحه های کلاچ و قطعات گیربکس، افزایش خوردگی آلیاژهای مس در یاتاقان ها و برش ها، سفت شدن قطعه های پلیمری و سائیدگی سطوح صفحات کلاچ .
پاک کنندگی و معلق کنندگی از دیگر خصوصیات روغن های A.T.F است . این ویژگی باعث می شود که کلیه آلودگی ها و ناخالصی ها در گیربکس، به صورت معلق در آید و علاوه بر جلوگیری از رسوب، باعث تمیز نگهداشتن سیستم هیدرولیک شود .
پایداری در برابر خوردگی و سائیدگی
روغن های A.T.F در برابر خوردگی پایدار هستند . به طوری که می دانیم در ساختن گیربکس های اتوماتیک از مواد گوناگونی مانند فولاد، چدن، آلومینیوم، مس، برنج، برنز، نقره و قلع استفاده می شود . بنابراین روغن مورد استفاده در گیربکس ها باید در برابر خوردگی برای مجموعه فلزهای یاد شده، سطح حفاظتی بالایی داشته باشد که روغن های A.T.F از این خصوصیت برخوردارند .
از خصوصیت های دیگر روغن های A.T.F مقاومت در برابر سائیدگی است . گیربکس های اتوماتیک دارای مکانسیم های متنوعی هستند . این مکانیسم ها شامل مبدل های گشتاور، دنده های خورشیدی، سیستم های هیدرولیک، صفحات کلاچ و قطعه های مختلف فلزی مانند انواع یاتاقانهاست.
روغن های A.T.F قابلیت های لازم را برای محافظت در برابر سائیدگی سیستم های یاد شده دارند . این روغن ها هم چنین با آب بندها سازگاری داشته و عملکرد آن نسبت به ترکیبات الاستومری متفاوتست .
ترکیبات الاستومری مختلفی که در سیستم های انتقال اتوماتیک برای جلوگیری از نشتی های داخلی و خارجی استفاده می شود، عبارتند از :
نیتریل ها، پلی اکریل ها و سیلیکون ها که A.T.F ها با این ترکیبات سازگاری دارند .
در زمینه خواص اصطکاکی روغن های A.T.F به چند نکته می توان اشاره کرد . صفحات کلاچ ها و باندهای مورد استفاده در گیربکس ها، به طور عموم از ترکیباتی هستند که دارای حداکثر مقاومت سایش و ضریب اصطکاکی بهینه می باشند . جنس صفحات از ترکیبات مرکب مواد فایبر سلولزی است . هم چنین برای تسهیل عمل خنک کاری بوسیله روغن، این صفحات متخلخل هستند . ضریب اصطکاک این صفحات به طور عموم بالاست بنابراین خواص اصطکاکی روغن های A.T.F نقش قابل توجهی در کارکرد گیربکس های اتوماتیک ایفا می کند .
حداقل ویسکوزیته
حداقل ویسکوزیته برای دمای بالا و حداکثر ویسکوزیته مجاز برای کارکرد در دمای پایین از ضرورت های استاندارد برای روغن های گیربکس اتوماتیک است . روغن های A.T.F با توجه به محدوده وسیع دمای مورد استفاده یعنی، منهای 40 تا 175 درجه سانتی گراد دارای ویسکوزیته مناسب هستند .
این روغن ها هم چنین در برابر ایجاد کف از مقاومت لازم برخوردار می باشند . به طور کلی، گردش زیاد روغن، تلاطم شدید در مبدل گشتاور و مجرا های تنگ عبور روغن، باعث تشدید تشکیل کف در سیستم ها می شود . از آنجا که کف بیش از اندازه، فشار هیدرولیکی را کاهش می دهد . ساختار روغن های A.T.F به گونه ای است که در برابر ایجاد کف مقاومت لازم را دارا می باشد .
یک جعبه دنده اتوماتیک از پنج قسمت اصلی شامل، مبدل گشتاور، کلاچ، باند، دنده های خورشیدی و سیستم هیدرولیک تشکیل شده است . عملکرد روغن های A.T.F بر روی هر یک از قسمت های جعبه دنده اتوماتیک بشرح زیر می باشد .
در مبدل گشتاور، A.T.F در برابر اکسیداسیون مقاومت عالی دارد . خاصیت ضد خورندگی و سازگاری آنها با آب بندها بسیار خوب بوده، نسبت به دما حداقل تغییرات ویسکوزیته را داشته و از خاصیت ضد کف خوب برخوردارند .
در کلاچ و باند، خواص اصطکاک مناسب داشته و در برابر اکسیداسیون پایدارند . هم چنین نسبت به دما حداقل تغییرات ویسکوزیته را از خود نشان می دهند و ضد سائیدگی هستند .
در دنده های خورشیدی، فشار بالا یا EP را به خوبی تحمل کرده، خاصیت ضد سائیدگی و ضد خورندگی دارند . و بالاخره روغن های A.T.F در سیستم هیدرولیک جعبه دنده اتوماتیک نسبت به دما حداقل تغییرات ویسکوزیته را دارند، خواص ضد خوردگی، ضد کف و ضد سائیدگی آنها خوب بوده و با آب بندها سازگاری متناسب دارند .
سیر تکاملی روغن های A.T.F
عمده ترین عملکرد هر مایع هیدرولیکی، انتقال سریع نیرو است که در پنج وظیفه اصلی خلاصه می شود . این وظایف عبارتند از : انتقال قدرت موتور از طریق مبدل گشتاور، انتقال فشار هیدرولیکی از طریق سیستم کنترل هیدرولیک، انتقال و خارج کردن حرارت تولید شده، روانکاری سطوح بلبرینگ ها، شفت ها، چرخ دنده ها و سطوح اصطکاکی کلاچ ها و باندها و کنترل تورم آب بندها .
روغن های A.T.F وظایف یاد شده را به خوبی انجام می دهند و سیر تکاملی آنها طی یک دوره تقریباً 25 ساله قابل توجه بوده است .
در سال 1946 میلادی، برای موتوری با قدرت 150 HP ، ظرفیت روغن 13/5 لیتر بوده که در سال 1970 برای موتوری به قدرت 375 HP ، ظرفیت روغن به 11/5 لیتر رسیده است .
اولین روغن های انتقال اتوماتیک توسط شرکت جنرال موتور در سال 1949 با نام Type A به بازار عرضه شد . در سال 1959 تغییراتی بر روی Type A صورت گرفت و تولیدات جدید با نام Type A Suffix A در اختیار مصرف کنندگان قرار گرفت .
در سال 1967 سیال DEXRON تولید شد که خاصیت پایداری آن در درجه حرارت های بالا بهبود یافت . در درجه حرارت پایین، سیال بودن خود را حفظ می کرد و در حین کار خواص اصطکاکی لازم را داشت .
با عرضه سیال DEXRON II در سال 1975 ، فورمولاسیون DEXRON اصلاح شد . این سیال چند منظوره برای انتقال دهنده های ماشین های سواری، روانکاری موتورهای دوار، جایگزین سیال C-2 در آلیون دیترویت دیزل شد .
DEXRON II در مقایسه با سیال DEXRON از گرانروی کمتری در درجه حرارت های پایین برخوردار بوده و پایداری آن در برابر اکسیداسیون بیشتر از DEXRON است .
در سال 1960 ، کارخانه فورد برای گیربکس های اتوماتیک تولیدی خود بنام M-2C33-D روغن Type F را تولید کرد . هشت سال بعد، جدیدترین تغییرات بر روی این نوع روغن توسط فورد انجام شد و روغن Type F (M-2C33-F) ارایه گردید . آخرین دستاورد فورد در سال 1979 با ارتقاء سطح کیفی Type F با مشخصه M2-C33-G تولید شد . این محصول جدید تا سال 1982 به طور وسیعی در خودروهای اروپایی فورد، گیربکس های اتوماتیک شرکت بورگ، وارنر و ژاپن مورد استفاده قرار گرفت .
در اواخر دهه 70 و اوایل دهه 80 شرکت فورد، سیال M-2C185A را که ضریب استاتیکی پایینی داشت با نام MERCON تولید کرد و این روغن به شکل تکامل یافته جدید در سال 1993 با مشخصه MERCON V روانه بازار شد.
سیال اخیر، تحت برش های شدید و در مقابل اکسیداسیون، پایداری بیشتری دارد و در دمای پایین تر کارکرد بهتری از خود نشان می دهد .
مقایسه سیالات فورد با جنرال موتور، نشان می دهد؛ سیالات جنرال موتور، ضریب اصطکاک استاتیکی پایینی دارند، در حالی که سیالات فورد از ضریب اصطکاک استاتیکی بالایی برخوردار هستند .
این دو سیال قابل تعویض با یکدیگر نبوده و یکی بهتر از دیگری نیست . تفاوت اساسی آنها در خاصیت اصطکاکی صفحات کلاچ می باشد .
برای تعویض دنده ای نرم، افزایش طول عمر صفحات کلاچ و باندها، خاصیت اصطکاکی مناسب سیال، اندازه و شکل صفحات کلاچ و شیب یا ضریب اصطکاک منحنی های اصطکاکی موثر می باشند .
در اینجا به نکات قابل توجهی در مورد سیال انتقال اتوماتیک می توان اشاره کرد . 50 درصد عامل افزایش دما در سیال انتقال اتوماتیک مربوط به حرارت ایجاد شده در صفحات کلاچ و باندها بوده و بقیه در مبدل گشتاور می باشد . گشتاور یا ضریب اصطکاک صفحات کلاچ معمولاً با افزایش دمای سیال کاهش می یابد .
گشتاور دینامیکی نهایی قبل از اینکه کلاچها قفل کنند در مورد سیال فورد 50 درصد بیشتر از سیال جنرال موتور است .
گشتاور مورد نیاز در حالت خلاصی صفحات کلاچ در سیال فورد صد درصد بیشتر از سیال جنرال موتور است و این گشتاور در سیال DEXRON در دمای 40 درجه سانتی گراد تقریباً همان مقداری است که سیال M2-C33 فورد در دمای150 درجه سانتی گراد دارد (دمای عملکرد طبیعی گیربکس 95 تا 130 درجه سانتی گراد است) .
ریختن سیالی با تیپ DEXRON در گیربکسی که برای سیال نوع M2-C33 فورد طراحی شده به این معنی است که اصطکاک موجود در صفحات کلاچ و باندها بطور دایمی در شرایط دمایی بالا و سخت عملیاتی قرار داشته است .
بخش گیربکس اتوماتیک آلیسون شرکت جنرال موتور نیز سیالی با مشخصه ALLISON C-4 برای گیربکس های تحت شرایط عملیاتی سخت در وسایل نقلیه سنگین و اتوبوس های شهری ارائه کرده است . هم چنین CATTERPILLAR TO-4 سیالی است که شرکت کاترپیلار برای گیربکس هایی که خاصیت اصطکاکی در آن شدید بوده و به محافظت عالی در برابر خوردگی نیاز باشد پیشنهاد نموده است .
در این میان شرکت های اروپایی تولید کننده گیربکس نیز سیالاتی را ارائه داده اند . فویت توربو VOITH TURBO که تولید کننده گیربکس های DIWA و MIDIMAT است سیال G 607 را با پایه تمام معدنی یا نیمه سنتزی و سیال G1363 را با پایه تمام سنتزی معرفی می کند .
این سیالات دارای مشخصه DEXRON II D.DEXRON و یا DEXRON III هستند .
هم چنین از مشخصات پایه ای استاندارد روغن ها می توان از عواملی نظیر پایداری برشی، محافظت در برابر خط برداشتن صفحات کلاچ و سازگاری با آب بندها نام برد .
شرکت ZF ، یکی دیگر از سازندگان اروپایی گیربکس اتوماتیک وسایل نقلیه سنگین و اتوبوس ها است .
سیالات مورد تایید این شرکت باید مشخصه DEXRON II D.DEXRON و DEXRON III را داشته باشند .
برای اخذ تاییدیه از این شرکت، تست های استاندارد ویسکوزیته، پایداری برشی و محافظت صفحات کلاچ در برابر خط افتادن نیز انجام می شود .
شرکت دایملرکرایسلر، سومین شرکت اروپایی است که فهرستی از روانکارهای مورد تایید خود را تهیه و بصورت 236.X معرفی کرده است .
236 یعنی این سیال A.T.F بوده و X مربوط به سری خاصی از ادتیوهاست که توسط شرکت های سازنده ادتیو جهت افزودن به A.T.F بکار گرفته شده است .
A.T.F های موجود در این لیست لزوماً مشخصه DEXRON II , D.DEXRON یا DXRON III شرکت جنرال موتور و همچنین خواص استانداردی نظیر ویسکوزیته مناسب، خاصیت ضد کف، سازگاری با آب بندها، پایداری برشی و محافظت صفحات کلاچ در برابر خط افتادن را دارا هستند
مطالب مرتبط
ویکی پدیا
مطالب مرتبط در سایت ما
خودروهای هیبریدی
موتور دو زمانه
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند
موتور دورانی ونکل (Wankel)
مطالب مربوط به مهندسی خودرو
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند؟
