هنگام رانندگي با اتومبيل دنده دار ممکن است با چنين سوالاتي روبه رو شويد:
 

? چه ارتباطي بين حرکت H مانند دنده و چرخ دنده هاي درون جعبه دنده وجود دارد؟ وقتي دنده را عوض مي کنيد چه چيزي درون جعبه دنده جا به جا مي شود؟
? وقتي راننده در عوض کردن دنده اشتباه مي کند، صداي قيژقيژ شنيده مي شود. واقعا چه اتفاقي مي افتد؟
? اگرهنگامي که راننده در بزرگراه مشغول رانندگي با سرعت بالا است ، ناگهان دنده را به عقب بزند چه اتفاقي مي افتد؟ آيا ممکن است کل جعبه دنده متلاشي شود؟
در اين مقاله، با بررسي سيستم انتقال قدرت دستي به اين سوالات و حتي سوالات بيشتري در اين زمينه پاسخ داده مي شود.
اول از همه بايد بدانيد که ، اتومبيل ها به علت ساختار موتورهاي بنزيني به جعبه دنده احتياج دارند. هر موتوري يک خط قرمز دارد (ماکزيمم دور موتور که اگربيش از اين مقدار دور داشته باشد متلاشي مي شود)
در ضمن اگر قسمت " اسب بخار چگونه کار مي کند؟ " را بخوانيد ، مي فهميد دور موتوري که در آن قدرت و گشتاور در ماکزيمم خود هستند دامنه ي محدودي دارد. براي مثال ، يک موتور ممکن است ماکزيمم توان خود را در 5500 دور در دقيقه به دست آورد. سيستم انتقال قدرت اين امکان را ايجاد مي کند که با کم و زياد شدن سرعت خودرو نسبت دنده بين موتور و چرخ هاي خودرو تغيير کند. در واقع شما دنده را عوض مي کنيد تا موتور زير خط قرمز بماند در حالي که دور موتور نزديک به دور آن در بهترين حالت عملکرد است.
به طور ايده آل ، جعبه دنده بايد آنقدر در نسبت دنده ها قابليت تغيير داشته باشد که موتور بتواند هميشه با تعداد دور مربوط به بهترين شرايط عملکرد خودش بچرخد. اين ايده ي مربوط به CVT ها است.
يک CVT تقريبا دامنه ي نا محدودي از نسبت دنده ها دارد. در گذشته CVT ها در هزينه ، اندازه وقابليت اطمينان توانايي رقابت با سيستم هاي 4 و5 سرعته را نداشتند در نتيجه به ندرت در خودرو هاي توليد شده مشاهده مي شدند. امروزه ، پيشرفت در زمينه ي طراحي ، CVT ها را متداولتر کرده است. Toyota pruis يک خودروي هيبريدي است که در آن از CVT استفاده شده است.
جعبه دنده از طريق کلاچ به موتور وصل شده است. بنا براين محور ورودي جعبه دنده با همان تعداد دورهاي موتور مي چرخد.
يک جعبه دنده ي 5 سرعته يکي از 5 نسبت دنده را براي محور ورودي به کار مي گيرد تا تعداد دور متفاوتي در محور خروجي ايجاد کند.
براي فهميدن ايده ي اصلي يک جعبه دنده ي استاندارد ، به دياگرام زير که مربوط به يک جعبه دنده ي دو سرعته و ساده در حالت خلاص است توجه کنيد:

حال هر يک از اجزاي دياگرام را بررسي مي کنيم:
 

? محور سبز رنگ از طريق کلاچ از موتور خارج شده است.چرخ دنده و محور سبز رنگ به هم متصلند و يک واحد مجزا را تشکيل مي دهند.(کلاچ وسيله ايست که امکان اتصال و قطع اتصال موتور و جعبه دنده را ايجاد مي کند.وقتي که پدال کلاچ را فشار مي دهيد، اتصال موتور و جعبه دنده قطع مي شود در نتيجه موتور حتي در حالت خلاص کار مي کند. با رها کردن پدال ، موتور و محور سبز مستقيمآ به هم وصل مي شوند ، به اين ترتيب چرخ دنده ومحور سبز با همان تعداد دور موتور مي چرخند.)
? محور قرمز وچرخ دنده ها ميل هرزگرد نام دارد. محور وچرخ دنده ها مانند قسمت قبل به هم متصل اند ويک واحد مجزا را ايجاد مي کنند. در نتيجه همه ي چرخ دنده هاي روي هرزگرد و حتي خود ميل مانند يک واحد مي چرخند.محور سبز و قرمز رنگ از طريق چرخ دنده هايشان مستقيمآ به هم متصل اند در نتيجه با چرخش محور سبز ، محور قرمز هم شروع به حرکت مي کند. بدين ترتيب ميل هرزگرد ، قدرتش را با درگير شدن کلاچ از موتور مي گيرد.
? محور زرد رنگ يک محور هزارخار است که مستقيمآ بوسيله ي ديفرانسيل به ميل گاردان وصل شده وسپس به چرخ هاي خودرو متصل است.اگر چرخ ها در حال حرکت باشند ، محور زرد هم متحرک خواهد بود.
? دنده هاي آبي رنگ روي ياتاقان سوارند و بر روي محور زرد رنگ مي چرخند.اگر موتور خاموش باشد ولي اتومبيل با دنده ي خلاص در حال حرکت ، محور زرد مي تواند داخل دنده ي آبي بچرخد با وجود اينکه دنده ي آبي و ميل هرزگرد ساکن اند.
? حلقه ((collar يکي از دو دنده ي آبي را به ميل گاردان زرد رنگ متصل مي کند. حلقه بوسيله ي هزارخار مستقيمآ به محور زرد مرتبط است و با آن حرکت مي کند.به علاوه ميتواند براي درگير کردن هر يک از دنده هاي آبي روي محور زرد به چپ و راست بلغزد. دندانه هاي روي حلقه(dog teeth) در سوراخ هاي روي دنده ي آبي قرار مي گيرند و آنها را درگير مي کنند.

دنده يک:
 

محور سبز موتور، ميل هرزگرد را ميچرخاند که خود دنده ي آبي سمت راست را مي چرخاند.اين دنده انرژي را از طريق حلقه به ميل گاردان منتقل مي کند.بدين ترتيب اگر دنده ي آبي سمت چپ در حال چرخش باشد اما روي ياتاقانش به حالت هرز بگردد ، هيچ تاثيري روي محور زرد ندارد.
وقتي حلقه بين دو دنده قرار دارد دنده خلاص است و هر دو دنده ي آبي روي محور زرد به حالت هرز، با سرعت هاي متفاوت ، بسته به نسبتشان با ميل هرزگرد ، مي گردند.

از اين بحث نتايج زير بدست مي آيد:
 

? وقتي دنده بد عوض مي شود ، صدايي که به گوش ميرسد ، صداي گيرافتادن دندانه هاي دنده ها نيست چون همانطور که در شکلها مي بينيد دندانه ها هميشه کاملآ درگير هستند .در واقع صدايي که شنيده مي شود نتيجه ي تلاش ناموفق دندانه هاي حلقه( (dog teeth براي گير انداختن سوراخ هاي بدنه ي دنده ي آبي است.
? جعبه دنده اي که اينجا نشان داده شده سيستم "همگام ساز" (بعدا توزيح داده خواهد شد) ندارد.بنابراين بايد دو کلاچه دنده عوض کنيد.اين روش دنده عوض کردن در خودرو هاي قديمي تر معمول بوده هر چند الآن هم در بعضي ماشين هاي مسابقه استفاده مي شود.در اين روش اول پدال کلاچ را يک بار فشار مي دهيد تا اتصال جعبه دنده و موتور قطع شود، اين کار فشار را از روي دندانه هاي حلقه( (dog teeth بر مي دارد و مي توانيد حلقه را به حالت خلاص در آوريد.بعد پدال را آزاد مي کنيد و دور موتور را بالا مي بريد تا به سرعت مناسب برسيد.سرعت مناسب،تعداد دوري است که موتور بايد در دنده ي بعدي بزند.روش کار به اين ترتيب است که دنده ي آبي مربوط به دنده ي بعدي و حلقه با سرعت يکسان بچرخند تا دندانه هاي حلقه( (dog teeth درگير شود.سپس پدال را براي بار دوم فشار مي دهيد و حلقه را در دنده ي جديد قفل مي کنيد.همانطور که از نام "دو کلاچه" پيداست براي هر بار عوض کردن دنده بايد دوبار کلاچ را فشار داده و آزاد کنيد.
? مي توان ديد که چگونه حرکت خطي کوچک دسته ي دنده باعث تعويض دنده مي شود.دسته ي دنده ميله اي را که به ماهک وصل است حرکت مي دهد.ماهک حلقه را روي محور زرد حرکت مي دهد تا يکي از دو دنده را درگير کند.
امروزه دنده ي دستي 5 سرعته تا حد خوبي براي خودرو ها استاندارد است. داخل اين دنده چيزي شبيه شکل زير است:
کلآ 3 ماهک وجود دارد که با 3 ميله ي متصل به دسته دنده کنترل مي شوند.اگر از بالا به ميله هاي تعويض دنده نگاه کنيم در حالت هاي دنده عقب ، يک و دو به شکل زير اند:
به ياد داشته باشيد که دسته دنده در وسطش يک نقطه ي چرخش دارد.وقتي در حالت دنده يک ،دسته دنده را به جلو حرکت مي دهيد درواقع ماهک و ميله ي دنده ي يک جا به عقب مي کشيد.
وقتي که به چپ و راست حرکت مي دهيد در واقع ماهک هاي مختلف(و درنتيجه حلقه هاي متفاوت)را در گير مي کنيد.از طرفي جلو و عقب بردن دسته دنده حلقه را با يکي از دنده ها درگير مي کند.
دنده عقب به کمک يک دنده ي کوچک کمکي شکل مي گيرد(بنفش).دنده ي آبي عقب در اين شکل هميشه خلاف جهت ساير دنده هاي آبي حرکت مي کند.در نتيجه عقب زدن دنده وقتي خودرو به جلو حرکت مي کند ممکن نيست.در ضمن دندانه هاي حلقه( (dog teeth در اين جريان اصلآ در گير نمي شود اگرچه صداي زيادي ايجاد مي کنند.

همگام سازها:
 

سيستم انتقال قدرت دستي در ماشين هاي مسافربري جديد براي رفع نياز دو بار کلاچ گرفتن از همگامسازها کمک مي گيرد.روش کار يک همگام ساز به اين صورت است که باعث مي شود دنده و حلقه قبل از اتصال دندانه هاي حلقه( (dog teeth تماس اصطکاکي داشته باشند.اين باعث مي شود تا سرعت دنده و حلقه انطباق زماني پيدا کند قبل از اينکه دندانه اي در گير شود.مانند شکل زير:
مخروط روي چرخ دنده ي آبي در سوراخ مخروطي شکل حلقه قرار مي گيرد و اصطکاک بين مخروط و حلقه ،چرخ دنده و حلقه را همگام مي کند.سپس حلقه به گونه اي مي لغزد که دندانه هاي حلقه( (dog teeth دنده را درگير کند.
البته هر توليد کننده ي ابزارهاي انتقال قدرت و همگام ساز را به روشهاي متفاوتي توليد مي کند اما ايده ي کلي همانطور است که شرح داده شد.
منبع: پارسي خودرو
/خ