قبل از اينکه به سراغ چرخدنده سيارهاي برويم لازم است تعريفي از سيستم انتقال قدرت داشته باشيم.
در اينجا به تعريفي از سيستم انتقال نيرو در سيستم اتوماتيک اتومبيل مي پردازيم :

سيستم انتقال نيرو چيست؟

سيستم انتقال نيرو مجموعه اي است که به انتهاي موتور متصل است و قدرت موتور را به چرخ هاي محرک مي رساند. هر اتومبيل در محدوده ي خاصي از دور موتور RPM (Reudution PER Minute) به حداکثر کارکرد خود مي رسد. يک سيستم انتقال نيروي مناسب ضمن نگهداشتن دور موتور در اين محدوده قدرت موتور را به چرخ هاي محرک انتقال مي دهد تا اتومبيل به بهترين وجه رانده شود. اين کار به وسيله ي ترکيب دنده ها و محورهاي متعدد صورت مي گيرد. زماني که اتومبيل روي دنده ي يک است، دور موتور بسيار بالا تر از دور چرخ هاي محرک است. در حالي که در دنده هاي بالا موتور حتي در سرعت هاي بالا تر از 70 MPH (110km/h ) آزاد کار مي کند. به غير از دنده هاي جلو هر گير بکس اتوماتيک داراي يک وضعيت خلاص است که سيستم انتقال نيرو را از چرخ هاي محرک جدا مي کند. دنده ي عقب باعث مي شود که چرخ هاي محرک در جهت معکوس گردش کنند که اجازه ي عقب رفتن به اتومبيل مي دهد. در نهايت در اين گيربکس ها يک وضعيت پارک (park position) نيز وجود دارد. در اين وضعيت يک مکانيزم قفل کننده درون شفت اصلي وارد مي شود و چرخ هاي محرک را قفل مي کند تا آن ها را از چرخش باز دارد.
دو نوع سيستم انتقال نيرو وجود دارد:
1) دفرنسيال عقب (rear wheel drive)
2) دفرنسيال جلو(front wheel drive)

در اتومبيل هاي ديفرانسيل عقب سيستم انتقال نيرو معمولا پشت موتور ، زير برآمدگي وسط کف اتومبيل در امتداد پدال گاز سوار مي شود. براي اتصال محور محرک که عقب اتومبيل قرار دارد به سيستم انتقال قدرت از يک ميل گردان (drive shaft) استفاده مي شود تا قدرت را به محور انتقال دهد. شار قدرت در اين سيستم ها ساده است؛ به صورتي که قدرت به صورت مستقيم از اتومبيل به مبدل گشتاور (torque converter) و سپس سيستم انتقال قدرت و ميل گردان(drive shaft)منتقل مي شود تا جايي که به محور محرک (final drive) برسد و در آن جا تقسيم شده و به دو چرخ فرستاده مي شود.

در يک اتومبيل ديفرانسيل جلو ، سيستم انتقال قدرت و محور جلو با هم ترکيب شده و قطعه اي به نام ترانس اکسل (transaxle) ساخته مي شود. در اتومبيل هاي ديرانسيل جلو موتور اصولا به صورت عرضي سوار مي شود و اکسل در پايين، جلوي موتور قرار دارد. محور هاي جلو مستقيما به اکسل متصلند و نيروي رانشي چرخ ها را فراهم مي کند. در چنين ساختاري شار قدرت از موتور به سمت مبدل گشتاور جاري مي شود و سپس توسط سلسله شاره گر هايي پس از تغيير جهت °180 به سمت سيستم انتقال نيرو که در کنار موتور است مي رود. در اين قسمت قدرت از طريق سيستم انتقال قدرت مستقيما به محور محرک فرستاده مي شود و پس از تقسيم به چرخ ها منتقل مي شود.
چينش هاي ديگري در اتومبيل هاي ديفرانسيل جلو که موتور آن ها به صورت طولي قرار مي گيرد، وجود دارد. همچنين خودرو هايي موجود است که هر دو محور عقب و جلو در آن ها محور محرک است؛ اما دو سيستم فوق الذکر معمول ترين چينش هاي انتقال قدرت هستند. از جمله ي ديگر چينش ها مي توان به مدلي اشاره کرد که موتور، سيستم انتقال و تبديل نيرو و محور محرک همگي در قسمت عقب ماشين قرار دارند. اين چينش يشتر در ماشين هاي پورشه(Porsche) معمول است.

اجزاي سيستم انتقال نيرو:

سيستم هاي انتقال نيروي اتوماتيک مدرن از قطعات بي شماري تشکيل شده اند که همه به صورت يک سيستم مکانيکي، هيدروليکي، الکترونيکي هوشمند کار مي کنند. اين تکنولوژي در طول سال هاي گذشته توسط افراد مستعد رشد و نمو داشته است. در اين جا با توضيحات ساده و به دور از پيچيدگي هاي خاص به شرح کار مي پردازيم. براي تصور کردن نحوه ي کار قطعات بايد در تصور خود آن ها را مجسم کنيد.
قطعات اصلي تشکيل دهنده ي يک سيستم انتقال نيروي اتوماتيک عبارت اند از:
a) گروه دنده هاي سيارکي ( (set planetary gearسيستم هايي مکانيکي اند که نسبت دور موتور و چرخ ها را تنظيم مي کنند.
b) سيستم هيدروليکي (hydraulic system) که با فشار روغن را توسط پمپ روغن از طريق محفظه ي سوپاپ به گيربکس مي فرستد تا کلاچ ها و رشته ها عمل کنند و در نتيجه گروه دنده هاي سيارکي کنترل مي شوند.
c) آب بند ها و واشرها (seals & gaskets) که براي جلوگيري از نشت روغن پر فشار استفاده مي شوند.
d) مبدل گشتاور پيچشي (torque Converter) که شبيه به يک کلاچ عمل مي کند و به اتومبيل در حالي که در دنده است و موتور در حال گردش با دور بالاست ، اجازه ي ايست يا کم کردن سرعت مي دهد.
e) گاورنور ((governor و تعديل کننده (modulator) که سرعت اتوموبيل ، وضعيت پدال گاز را کنترل مي کند تا زمان تعويض دنده را محاسبه کند. در ماشين هاي جديد تر تعويض دنده توسط کامپيوتر کنترل مي شود. کامپيوتر از بوبين هاي کوچک براي ارسال روغن در زمان مناسب به جزء مناسب براي تعويض دنده استفاده مي کند.

دستگاه دنده خورشيدي:

تعريف اوليه: يکي از جالب ترين چرخ دنده هايي که اختراع شده است، چرخ دنده خورشيدي است. فرض کنيد مي‌خواهيد دو چرخ دنده داشته باشيد که سرعت يکي n برابر ديگري باشد، اما جهت چرخش آنها با هم يکي باشد. براي اين کار از چرخ دنده خورشيدي استفاده مي شود.

مجموعه چرخدنده سياره اي

يک مجموعه خورشيدي و يا سياره اي مطابق شکل شامل يک دنده خورشيدي يا دنده مرکزي (زرد) که با دنده هاي هرز گرد سياره اي يا پنيونها که روي محور نگهدارنده ان به طور يکپارچه روي قفسه يا حامل سياره اي(سبز) قرار گرفته و قفسه هم در داخل دنده داخلي يا رينگي(ابي) احاطه شده است. محور چرخ دنده خورشيدي ثابت و محور چرخ دنده هاي سياره اي متحرک است . مجموعه چرخ دنده هاي اپي سيكليك (سياره اي)اغلب زماني مفيد هستند كه نسبت سرعت به گشتاور زيادي در يك مجموعه فشرده از چرخ دنده ها مورد نياز باشد.
تنش هاي محرک روي دندانه هاي زيادي وارد ميشود و بنابراين بار متعادل ميگردد درنتيجه اين طرح دوام زيادتري پيدا ميکند . دنده هاي خورشيدي نسبت به دنده هاي استاندارد ميتوانند مقاومتر باشند وگشتاورهاي زياد را انتقال دهند.
عضوهاي مجموعه خورشيدي (رينگي ،خورشيدي ،قفسه )در گيربکسهاي اتوماتيک به وسيله ي کلاچ ها و باندهايي ثابت و يا محرک ميشوند. در حالت کلي ميتوان پنج حالت مختلف را در مجموعه مورد بررسي قرار داد.البته بايد دانست که مجموعه نميتواند پنج حالت را در گيربکس داشته باشد.در گيربکس ها براي ايجاد نسبت دنده ي مناسب از دو و يا سه مجموعه استفاده ميکنند.
براي بررسي حالت ها بايد به چند نکته توجه کرد
تعداد دنده هاي خورشيدي < تعداد دنده هاي رينگي < تعداد دنده هاي قفسه
منظور از محرک ،عضوي است که گشتاور ورودي به ان وارد ميشود و نيرو را به عضو متحرک منتقل ميکند.
نسبت دنده برابر است با تعداد دنده هاي متحرک تقسيم بر تعداد دنده هاي محرک

حالت هاي مختلف موجود در دستگاه :

1)قانون خلاص : هيچ عضوي درگير نمي باشد.
2)قانون مستقيم که کافي است دو عضو با هم يکپارچه شوند.
3) دنده عقب : در اين حالت قفسه ثابت مي شود و دو حالت خواهيم داشت که حالت مطلوب ان اين است که خورشيدي محرک باشد و رينگي متحرک باشد. چون در اين حالت افزايش گشتاور خواهيم داشت .حالت دوم افزايش نسبت دنده خواهيم داشت که براي دنده عقب مناسب نيست.
4) قانون دنده سنگين : که دو حالت دارد
(قفسه متحرک – رينگي محرک – خورشيدي ثابت)
( قفسه متحرک– رينگي ثابت – خورشيدي محرک )بيشترين افزايش گشتاور
5)قانون اور درايو:
(قفسه محرک – رينگي ثابت – خورشيدي متحرک )بيشترين افزايش نسبت دنده
(قفسه محرک – رينگي متحرک – خورشيدي ثابت)

بررسي انتقال قدرت در مجموعه خورشيدي

براي بررسي حالت ها بايد ادراک خوبي داشت تا جهت دور اجزا را مجسم کرد. اگر ماکت اين مجموعه را داشته باشيد درک آن آسان تر خواهد بود .
براي هر دنده بايد جهت دور خورشندي ،رينگي ، قفسه و پنيون ها را بايد درنظر گرفت.
جهت چرخش رينگي و پنيون همواره موافق يکديگرند به علت دنده داخلي بودن رينگي و جهت چرخش خورشيدي و پنيون مخالف يکديگرند همانند دو چرخ دنده ي خارجي

بررسي يکي از حالت ها (قانون دنده سنگين )خورشيدي محرک - قفسه متحرک - رينگي ثابت

همانطور که مشاهده ميکنيد قدرت (دور) از خورشيدي که موافق عقربه هاي ساعت ميچرخد به قفسه منتقل ميشود ،چون رينگي ثابت است در نتيجه پنيون ها مخالف ميچرخند. جهت چرخش قفسه (خروجي ) در جهت موافق خواهد بود چون راه گريزي ندارد.
در جدول زير حا لت هاي کلي انتقال نيرو در مجموعه ي چرخدنده به نمايش در آمده است :

حالات مختلف	دنده رينگي	قفسه	خورشيدي
1	خروجي	ورودي	قفل
2	ورودي	خروجي	قفل
3	خروجي	قفل	ورودي
4	ورودي	قفل	خروجي
5	قفل	خروجي	ورودي
6	قفل	ورودي	خروجي
7	دو جزء قفل است=>حالت 1:1
8	هيچ جزئي قفل نيست=>حالت خلاص

کاربرد چرخدنده سياره اي:

يک مورد کاربرد چرخدنده سياره اي در سيستم تعويض دنده طراحي شده براي گيربكس‌هاي اتوماتيك موسوم به سيستم تعويض دنده آنتونو مي‌باشد. در گيربكس‌هاي اتوماتيك مرسوم، تعويض دنده از يك دنده به دنده ديگر به صورت پله‌اي اتفاق مي‌افتد و اين باعث تغيير لحظه‌اي سرعت مي‌گردد. در سيستم آنتونو، در حالت گذر از يك دنده به دنده ديگر، سيستم كلاچ وظيفه انتقال قدرت را بعهده مي‌گيرد، لذا هيچ وقت انتقال نيرو از موتور به چرخ منقطع نمي‌شود. همين امر موجب مي‌شود كه احساس رانندگي بهتري بوجود آيد. سيستم تعويض دنده خودكار آنتونو (AAD) از يك ايده كاملاً واضح و ساده استفاده مي‌كند. تغيير دنده‌ها بوسيله دو نيرويي كه بطور طبيعي در حين انتقال قدرت بوجود مي‌آيند صورت مي‌گيرد. دو نيرويي كه جايگزين المانهاي مصرف كننده انرژي در گيربكسهاي اتوماتيك موجود مي‌شوند. يكي از اين دو نيرو، نيروي محوري ايجاد شده در اثر درگيري چرخ‌دنده‌هاي مارپيچ است كه تمايل دارد چرخ دنده‌هاي درگير را در امتداد شفت‌هايشان از يكديگر دور كند. ديگري نيروي گريز از مركز ايجاد شده بوسيله اجسام دوار مي‌باشد. اگر تعادل بين اين دو نيرو يعني نيروي گريز از مركز و نيروي محوري در يك نمونه كلاچ بررسي شود، عملكرد اين سيستم بهتر درك مي‌شود. كاملاً باز مي‌شود. بدين ترتيب نسبت تبديل كاهنده (دنده يك) بطور يكنواخت ايجاد مي‌گردد.در حين شتاب، گشتاور از طريق شفت ورودي اعمال مي‌شود. نيروي محوري ايجاد شده از درگيري چرخ دنده‌هاي مارپيچ، چرخ‌دنده حلقه‌اي را به سمت باز شدن كلاچ رانده و آن را در وضعيت باز نگه مي‌دارد و در نتيجه انتقال قدرت از طريق مجموعه چرخ دنده سياره‌اي اتفاق افتاده و يك نسبت تبديل كاهنده دور كه اولين نسبت تبديل است شكل مي‌گيرد. در اين حالت چرخ دنده خورشيدي مجموعه سياره‌اي با كمك يك سيسم جانبي قفل است. در وضعيت انتقالي (حالت گذر از دنده يك به دو) نيروي محوري با نيروي گريز از مركز برابر مي‌شود و كلاچ شروع به لغزش مي‌كند به محض اينكه اين لغزش افزايش مي‌يابد نيروي محوري كاهش خواهد يافت. بخشي از توان از طريق كلاچ انتقال مي‌يابد كه باعث مي‌شود نيروي محوري بطور تصاعدي حذف شده و كلاچ بطور كامل بسته شود. در اين حين، نسبت تبديل بصورت پيوسته تا لحظه يكي شدن دور شفت ورودي و خروجي كه نسبت تبديل دوم است، كاهش مي‌يابد. در حين حركت در دنده دو كه هيچ نسبت تبديلي از طريق چرخ‌دنده‌ها صورت نمي‌گيرد، نيروي گريز از مركز از نيروي محوري كه در اين حالت مقدار آن صفر است بزرگتر بوده و كلاچ را همواره بسته نگه مي‌دارد. در اين حال به منظور كاهش استهلاك چرخ‌دنده‌هاي مجموعه سياره‌اي مي‌توان قفل چرخ‌دنده خورشيدي مجموعه را برداشت.
در فرايند دنده معكوس، در اثر افزايش بار روي شفت خروجي يا كاهش گشتاور روي شفت ورودي دور پايين مي‌آيد. با پايين آمدن دور، نيروي گريز از مركز كاهش يافته و ديگر براي بسته نگه داشتن كلاچ كافي نبوده و بنابراين لغزش كلاچ شروع خواهد شد. به محض شروغ لغزش مجموعه، چرخ‌دنده خورشيدي مجدداً فعال شده و در اثر نيروي محوري درگيري چرخ‌دنده‌هاي مارپيچ، كلاچ كاملاً باز مي‌شود. بدين ترتيب نسبت تبديل كاهنده (دنده يك) بطور يكنواخت ايجاد مي‌گردد.
منابع :
http://njavan.ir
http://www.sames.ir
http://www.irsme.ir
http://tuningsystem.blogfa.com
http://arshiv.blogfa.com
/خ