گیربکس اتوماتیک چیست؛ انواع + عملکرد

همان‌طور که می‌دانید عملیات کلاچ هنگام رانندگی یکی از مواردی است که به دقت و سرعت عمل بسیار بالا نیاز دارد. فرآیندی بسیاری افراد همچنان با آن مشکل دارند. از این رو بدون شک در عصر تکنولوژی و در صنعت خودرؤسازی یکی از جالب‌ترین و بزرگ‌ترین دستاورد‌ها، اختراع گیربکس اتوماتیک است. زیرا نه تنها نیازی به یادگیری عملیات کلاچ نیست، بلکه رانندگی را برای افراد به شدت آسان و راحت کرده است. با این که گیربکس اتوماتیک رانندگی را بسیار راحت کرده اما نسبت به گیربکس دنده‌ای نیاز به مراقبت بیشتر و نگهداری اصولی دارد. چرا که در صورت معیوب شدن هزینه بالاتری را متحمل خواهد کرد. اما گیربکس اتوماتیک چیست؟ چه انواعی دارد؟ چگونه کار می‌کند و نحوه نگهداری از آن به چه صورت است؟ با ما همراه باشید تا هر آنچه را که باید درباره عملکرد گیربکس اتوماتیک و نحوه نگهداری از آن بدانید، برای شما عزیزان شرح دهیم.

گیربکس اتوماتیک چیست؟

اگر تا کنون پشت فرمان خودرو‌های دارای جعبه‌دنده خودکار نشسته باشید، متوجه تفاوت عمده بین این نوع جعبه‌دهنده با حالت دستی شده‌اید. نتیجه نهایی این جعبه‌دنده‌ها یکی است ولی نوع عملکرد آن‌ها با هم بسیار متفاوت است. در حالت دستی به منظور حرکت دادن خودرو، عملیات کلاچ الزامی است. در حالی که در گیربکس اتوماتیک کافیست دنده بر روی حالت حرکت (Drive) قرار گرفته باشد، تمامی مراحل به صورت خودکار و بدون نیاز به کلاچ انجام می‌گیرند. وظیفه اصلی گیربکس اتوماتیک نیز ایجاد یک بازه وسیع از سرعت و گشتاور در حالی که کوچکترین سرعت و گشتاور توسط پیشرانه تولید می‌شود. در بیانی ساده‌تر، هر پیشرانه یک بازه محدود از سرعت و گشتاور را ایجاد که گیربکس اتوماتیک از طریق چرخ‌دنده‌ها یا مکانیسمی مشابه بازه وسیع‌تری را تولید می‌کند.

در کنار گیربکس‌های اتوماتیک حروفی مانند: P، D، N و R ثبت شده که هر کدام برای هدف خاصی استفاده می‌شوند. حرف P از واژه Park گرفه شده که خودرو باید در زمان پارک شدن بر روی این حالت قرار گیرد. زمانی که خودرو بر روی حالت پارک قرار دارد، چرخ‌های خودرو قفل شده و دیگر حرکت نمی‌کند. از طرفی بعضی خودرو‌های دنده اتوماتیک تنها در حالت پارک روشن می‌شوند. یعنی برای روشن کردن خودرو حتماً باید بر روی حالت P قرار داشته باشد. حرف D از واژه Drive به معنی رانندگی گرفته شده که در این وضعیت خودرو قادر به حرکت کردن است. تنها کافیست پای خود را از روی ترمز برداشته تا خودرو حرکت کند.

حرف N از واژه Neutral گرفته شده که همان حالت خلاص کردن خودرو است. با قرار دادن دنده در این حالت، در هر وضعیتی خودرو به حرکت خود ادامه خواهد داد. به عنوان مثال اگر در حال حرکت باشید و دنده در خلاص به حرکت ادامه می‌دهد و در صورت پارک کردن ثابت می‌ماند. حرف R نیز از عبارت Reverse به معنی دنده عقب است و برای حرکت به سمت عقب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گیربکس اتوماتیک چگونه کار می‌کند؟

گیربکس‌های اتوماتیک امروزه از پیچیده‌ترین و جالب‌ترین قطعات خودرو محسوب می‌شوند. برای آن که بتوان نحوه عملکرد گیربکس اتوماتیک را شرح داد باید آن را به ۴ بخش مکانیکی، هیدرولیک، برق و کامپیوتر تقسیم کرد. این ۴ بخش در گیربکس‌های اتوماتیک به صورت هماهنگ با یکدیگر فعالیت و در نهایت رانندگی را برای افراد بسیار آسان می‌کنند. خرابی هر کدام از این بخش‌ها منجر به معیوب شدن کل مجموعه خواهد شد. در حالت گیربکس دستی، خودرو از نظر سرعت و قدرت کاملاً محدود است. مثلاً زمانی که قصد رانندگی با دنده ۳ را دارید، به طور حتم شاهد کندی سرعت در زمان حرکت اولیه خواهید شد. حتی در سرعت‌های بالای ۱۰۰ تا ۱۲۰ کیلومتر نیز موتور صدای زیادی را تولید کرده و دورسنج خودرو به قسمت قرمز می‌رسد. در حالت اتوماتیک با سیستم گیربکس تغییر ضریب دنده، قدرت گشتاور و دور موتور را تغییر داده و منجر به عملکرد مناسب خودرو در یک دور متناسب و مفید می‌شود.

در گیربکس‌های دنده‌ای با قفل کردن دنده‌هایی که بر روی شفت خروجی که به صورت آزاد بر روی بلبرینگ سوار شده‌اند، یا از طریق کشویی و ماهک درگیر و آزاد می‌شوند، روی هم یا آزاد می‌گردند. این گونه دنده‌ها آزاد و درگیر شده و باعث تغییر ضریب در دنده‌ها می‌شوند. اما در گیربکس اتوماتیک تمامی دنده‌ها با هم درگیر هستند. با نگه‌داشتن یکی و به حرکت در آوردن دیگری ضریب دنده تغییر می‌کند. این نوع سیستم به دلیل شباهتی که به سیارات و خورشید دارد، دنده‌های سیاره‌ای یا خورشیدی نیز نامیده می‌شوند. علاوه بر دنده‌های خورشیدی و سیاره‌ای دیگر بخش‌های مکانیکی گیربکس اتوماتیک شامل: کلاچ‌های چند صفحه‌ای، یکطرفه یا جغجغه، باند و چراغ روغنی یا توربین است.

بخش هیدرولیک گیربکس از شیار‌های زیاد و پیچیده تشکیل شده که وظیفه آن‌ها رساندن روغن به دیگر نقاط گیربکس و توربین با فشار زیاد است. پمپ موجود در گیربکس نیز با روشن شدن موتور و به حرکت درآمدن خودرو فشار مورد نیاز برای گردش روغن را ایجاد می‌کند. کنترل ولو یا ساعت گیربکس نیز که مغز سیستم است، تمامی کار‌های گیربکس را انجام می‌دهد.

بخش برق و کامپیوتر نیز تمامی اطلاعات مربوط به وضعیت دریچه ورود هوا به موتور، سرعت اتومبیل، میزان دور موتور و … را جمع‌آوری کرده تا در صورت نیاز به تعویض دنده عملیات را در زمان معین و دقیق انجام دهد. گیربکس‌ها از نظر ساختار کامپیوتر و گستردگی عملیاتی که می‌توانند انجام دهند، بسیار متفاوتند و انواع مختلفی از آن‌ها در بازار وجود دارد.

انواع گیربکس اتوماتیک خودرو و نحوه عملکرد آن‌ها

گیربکس‌های اتوماتیک انواع و اقسام مختلفی دارند که هر کدام دارای ویژگی‌های خاص خود هستند. در این بخش برخی از انواع گیربکس اتوماتیک را معرفی می‌کنیم.

1. Automated-Manual Transmission، مرسوم‌ترین نوع گیربکس اتوماتیک

این نوع سیستم معمولاً به عنوان مبدل گشتاور اتوماتیک شناخته می‌شود که در اغلب خودرو‌های امروزی وجود دارد. در این مدل گیربکس برخلاف نمونه‌های دستی نیازی به کلاچ برای تغییر دنده‌ها نیست. عملیات کلاچ در این مدل گیربکس با استفاده یک کوپل سیال هیدرولیکی و مبدل گشتاور انجام می‌گیرد. همچنین موتور به بخش کنترل الکتریکی متصل است که کنترل دقبق خودرو را ممکن می‌سازد. مهم‌ترین مزیت این مدل گیربکس نیز ارزان‌تر و ساده‌تر بودن ساختار آن‌ها نسبت به سایر گیربکس‌های اتوماتیک است. از خودرو‌هایی که از این مدل گیربکس استفاده می‌کنند می‌توان کیا اسپورتیج را نام برد.

2. گیربکس نیمه اتوماتیک

به گیربکس نیمه اتوماتیک، گیربکس انتقال نیمه اتوماتیک نیز گفته می‌شود که در آن از یک کلاچ معمولی و سیستم تنظیم دنده استفاده شده است. در این سیستم عمل تعویض دنده از طریق سنسور‌ها، عملگر‌ها، پردازنده‌ها و فناوری پنوماتیک ا همان گاز‌های فشرده به صورت خودکار انجام می‌شود. خودرویی مانند فوردکوگا از جمله ماشین‌هایی است که از این نوع سیستم گیربکس در آن استفاده می‌شود. اصولاً خودرو‌های دارای این مدل گیربکس در جاده و بزرگراه‌ها عملکرد بسیار بهتری دارند و معمولاً برای رانندگی در شهر توصیه نمی‌شوند. دلیل آن نیز نامنظمی عملکرد موتور در شتاب‌گیری‌های اولیه است.

3. گیربکس اتوماتیک CVT

گیربکس اتوماتیک CVT یا سیستم انتقال متغیر پیوسته، برای نخستین بار توسط شرکت نیسان مورد استفاده قرار گرفت. سپس خودرؤسازان دیگر از آن استقبال کردند. در این نوع سیستم فرآیند انتقال نیرو از طریق مخروط و یک تسمه فلزی یا پلیمری که باعث اتصال مخروط‌ها می‌شود، انجام می‌گیرد. برای تعویض دنده‌ها به جای چرخ‌دنده‌های فولادی از تسمه و قرقره استفاده شده که منجر به یکپارچگی عمل تعویض دنده می‌شود. همچنین موتور را قادر می‌سازد که در ماکزیمم سرعت چرخش کند. از بارزترین مزیت این نوع سیستم نیز همین پیوستگی تعویض دنده است. اما هنگام تعویض دنده خودرو تکان خورده و افت دور کنتری دارد. گیربکس اتوماتیک CVT در دو نوع هیدرواستاتیک و تورویدال وجود دارند. در نوع اول از موتور‌های هیدرواستاتیک و پمپ‌هایی با تغییر مکان متغیر جهت انتقال نیرو به موتور استفاده می‌کنند. در حالی که در نوع دوم برای این کار از دیسک‌ها و غلتک‌های نیرو استفاده می‌کنند.

4. گیربکس اتوماتیک دو کلاچه

گیربکس اتوماتیک دو کلاچه از ترکیب گیربکس دنده‌ای و اتوماتیک ساخته شده است. در این نوع سیستم دبل کلاچ تورک کانورتور یا مبدل گشتاور وجود ندارد. رانندگان به منظور تعویض دنده باید از دو شفت جدا یکی برای دنده‌ای زوج و دیگری برای دنده‌های فرد، استفاده کنند. هر کدام از شفت‌ها نیز دارای کلاچ مجزا هستند. فرآیند تعویض دنده و کلاچ‌گیری در این نوع سیستم از طریق عملگر‌های الکترومکانیکی انجام و کنترل آن‌ها توسط واحد پردازنده ویژه گیربکس صورت می‌گیرد. خودرو‌هایی که دارای این نوع گیربکس هستند در کسری از ثانیه می‌توانند از یک دنده بالاتر به پایین‌تر بروند. تبدیل حالت اتوماتیک به دستی نیز کاملاً یکپارچه انجام می‌گیرد. از بارزترین مزیت این سیستم نیز می‌توان به افت انرژی کم و راندمان قدرت بالا اشاره کرد.

5. گیربکس اتوماتیک تعویض مستقیم (DSG)

این نوع گیربکس تقریباً مشابه گیربکس دو کلاچه است. با این تفاوت که مشکلات مزاحم آن را ندارد. در گیربکس اتوماتیک تعویض مستقیم همانند دو کلاچه، ب جای مبدل گشتاور از دو کلاچ استفاده شده که یکی به سادگی ر‌ها می‌کند و دیگری برای تعویض دنده درگیر می‌شود. مدل‌های مدرن این سیستم مصرف سوخت بهینه‌تری حتی در مقایسه با مدل‌های دستی دارند. همچنین به دلیل انتقال خشک نیازی به تعویض روغن گیربکس ندارند. از طرف دیگر کلاچ‌ها را خشک باقی می‌گذارد که منجر به از دست رفتن کیفیت اصطکاک آن‌ها خواهد شد. از این رو شاهد تعویض ناگهانی، واکنش‌های کند به تعویض دنده و انتقال نامنظم خواهیم بود. طرف دیگر این نوع سیستم یک انتقال مرطوب است که کلاچ‌ها را چرب و روان نگه می‌دارد.

6. گیربکس اتوماتیک تیپ ترونیک

گیربکس اتوماتیک تیپ ترونیک عملکردی مشابه با گیربکس‌های دستی دارد اما از نظر حس کاربر با نوع دستی متفاوت است. در این نوع گیربکس به جای کلاچ یک مبدل گشتاور استفاده می‌شود که عمل تعویض دنده را به صورت خودکار انجام می‌دهد. به همین دلیل راننده کنترل کامل بر روی دنده‌ها ندارد. راننده می‌تواند این سیستم را از روی حالت خودکار بردارد. به این معنی که اختیار رانندگی با دنده اتوماتیک و دستی کاملاً به کاربر بستگی دارد. این سیستم برای اولین بار بر روی خودرو پورشه ۹۱۱ راه‌اندازی شد. خودرو‌هایی که دارای این نوع سیستم گیربکس هستند اصولاً از ایمنی داخلی برخوردارند. زیرا در صورت بروز هر گونه خطا از سوی راننده به گیربکس آسیبی نمی‌رسد.

نحوه رسیدگی و نگهداری از گیربکس اتوماتیک

هنگام رانندگی با خودرو‌های گیربکس اتوماتیک باید نکاتی را جهت جلوگیری از آسیب به گیربکس و دیگر قطعات رعایت کرد. یکی از مواردی که بسیار در بین رانندگان دیده شده، قرار دادن خودرو در حالت خلاص یا همان حرف N در پشت چراغ قرمز است. این کار منجر به افزایش استهلاک گیربکس می‌شود. بنابراین بهتر است در این قبیل وضعیت‌ها که توقف کوتاه دارید، خودرو در حالت D باشد و با ترمز خودرو را نگه‌دارید.

گاهی اوقات نیز افراد در سرازیری‌ها دنده را در حالت خلاص قرار می‌دهند تا مصرف سوخت را کاهش دهند. اما در حقیقت این کار نه تنها مصرف سوخت را افزایش می‌دهد، بلکه روان‌کاری قطعات گیربکس نیز با مشکل مواجه می‌شود که در نهایت منجر به خرابی سیستم خواهد شد.

زمانی که خودرو در حال حرکت است، حالت دنده را تغییر ندهید. این کار باعث تغییر وضعیت سریع قطعات گیربکس می‌شود که تدریجاً سیستم را از بین می‌برد. برای تغییر حالت ابتدا پدال ترمز را فشار دهید و سپس حالت دنده را تغییر دهید.

قبل از توقف کامل خودرو از قرار دادن دنده بر روی حالت پارک خودداری کنید. حالت پارک باعث قرار گرفتن یک پین قفل‌کننده در داخل دنده متصل به شفت خروجی گیربکس می‌شود. در صورتی که قبل از توقف کامل این حالت را فعال کنید احتمال شکستن پین بسیار بالاست. هنگام توقف در سطوج شیبدار نیز ایتدا ترمز دستی را کشیده و سپس دنده را در حالت پارک قرار دهید. این کار مانع از ایجاد فشار اضافی بر روی گیربکس می‌شود.

از طرفی با توجه به هزینه‌های بسیار بالای تعمیرات گیربکس اتوماتیک بهتر است سرویس‌های دوره‌ای مربوط به خودرو را به موقع انجام دهید. روغن گیربکس و فیلتر آن را در زمان‌های معین تعویض کنید. در این نوع سیستم‌ها تعویض روغن به تنهایی کافی نیست. بلکه باید حتماً صافی گیربکس اتوماتیک نیز تعویض یا شسته شود. زیرا گرفتگی فیلتر باعث عبور کم جریان روغن و در نهایت آسیب و سوخته شدن گیربکس می‌شود. عملیات تعویض روغن نیز حتماً باید توسط افراد متخصص انجام شود. چرا که در صورت استفاده از واشر‌های بی‌کیفیت، کم بودن سطح روغن، استفاده از روغن تقلبی یا فاسد و … پیامد‌های منفی و پرهزینه‌ای را به همراه خواهد داشت.

برای چک کردن روغن گیربکس نیز هنگامی که اتومبیل گرم است، اجازه دهید در حالت روشن ۱۵-۱۰ دقیقه کار کند. سپس در حالی که دنده بر روی حالت پارک قرار دارد، گیج را کشیده و بعد از پارک کردن مجدد تا آخر داخل کرده و دوباره بیرون بکشید. اثر روغن باید تا خط دوم بالایی گیج باشد. قسمت روغنی گیج را به انگشتتان بزنید و از شفافیت و آلبالویی رنگ بودن آن مطمئن شوید.

یکی از نشانه‌های هشداردهنده مشکل در گیربکس، صدای گیربکس اتوماتیک است که به صورت زوزه کشیدن به گوش می‌رسد. در صورت شنیدن این صدا هر چه سریع‌تر جهت رفع آن اقدام کنید تا هزینه تعمیر کمتری را متحمل شوید. معمولاً علت اصلی این صدا سایش دنده‌ها و شفت به یکدیگر است. دیسک و صفحه گیربکس اتوماتیک نیز از بخش‌های بسیار مهم آن است که باید به موقع تعویض شوند تا خودرو عمر مفید طولانی‌تری داشته باشد.