مقاله در مورد تکنولوژی های روز در گیربکس اتوماتیک

اختصاصی از فی ژوو مقاله در مورد تکنولوژی های روز در گیربکس اتوماتیک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحه120

دانشجو :

شماره دانشجویی :

بهمن 90

فهرست مطالب صفحه

چکیده 1

فصل اول 2

مقدمه 3

سیستم انتقال قدرت اتوماتیک 4

1-2-  انواع گیربکس های اتوماتیک 4

1-3- سیر تکاملی جعبه دنده 7

2-3-2) کاهش دنده (Gear Reduction) 25

2-3-3- اوردرایو یا فوق سرعت (Overdrive) 25

2-3-4- حرکت مستقیم (Direct Drive) 25

نسبت دنده 1:1 بدون تغییر در گشتاور و دور ورودی می باشد. 25

2-3-5- خلاص یا آزاد گردی (Free Wheeling) 25

در این حالت قدرت ورودی وجود دارد ولی قدرت از جعبه دنده خارج نمی گردد. 25

2-3-6- عضو عکس العملی (Reaction Member) 25

شکل 2-3- روش اول افزایش گشتاور 28

روش دوم افزایش گشتاور 28

شکل 2-4- روش دوم افزایش گشتاور 29

2-4-3) اصل افزایش سرعت (Law of Overdrive) 29

شکل 2-5- روش اول افزایش سرعت 30

روش دوم افزایش سرعت 30

شکل 2-6- روش دوم افزایش سرعت 31

2-4-4) اصل معکوس (Law of Reverse) 31

شکل 2-7- روش اول برای ایجاد حرکت معکوس 32

روش دوم دنده عقب 32

شکل 2-8- روش دوم برای ایجاد حرکت معکوس 33

2-4-5- اصل حرکت مستقیم (Law of Direct Drive) 33

روش دوم حرکت مستقیم 34

روش سوم حرکت مستقیم 35

شکل 2-9- روش اول برای حرکت مستقیم 35

شکل 2-11- روش سوم برای حالت مستقیم 36

جدول 2-1- بدست آوردن نسبت دنده های خورشیدی 37

Zr = تعداد دندانه های دنده رینگی 38

Zs = تعداد دندانه های دنده خورشیدی 38

فصل سوم 43

3-1) فشارهای موجود در گیربکس اتوماتیک 44

3-2- پمپ های هیدرولیک گیربکس های اتوماتیک 46

3-2-1- پمپ دنده ای 47

3-3-4- سوپاپ تنظیم فشار (رگلاتور) 58

4-2-2- استاتور (انعکاس کننده) 80

شکل 4-7- عمل کوپلینگ هیدرولیکی در نقطه ای که جریان روغن عکس می گردد. 81

4-3- مرحلۀ افزایش گشتاور 81

مراجع 99

فهرست اشکال

شکل 1-2 قسمت های اصلی گیربکس اتوماتیک 7

شکل 1-3 کلاچ یا کوپلینگ هیدرولیکی با جعبه دنده معمولی 13

شکل 1-4 مبدل گشتاور هیدرولیکی تورک درایو 14

 شکل 1-5 جعبه دنده نیم اتوماتیک دوسرعته دینافلوی بیوک 15

 شکل 1-6 انتقال قدرت در جعبه دنده اتوماتیک3 سرعته فورد 16

شکل 1-7 جعبه دنده اتوماتیک پاورفلایت 17

 شکل 1-8 جعبه دنده اتوماتیک اولتراماتیک 19

شکل 1-9 جعبه دنده اتوماتیک 3 سرعته استودکبر 20

فصل دوم

 شکل 2-1 دنده های کشویی گیربکس در حالت خلاص 23

شکل 2-2 مجموعه دنده سیاره ای 26

شکل 2-3 روش اول افزایش گشتاور 30

شکل 2-4 روش دوم افزایش گشتاور 31

شکل2-5 روش اول افزایش سرعت 32

فهرست اشکال صفحه

شکل 2-6 روش دوم افزایش سرعت 33

شکل 2-7 روش اول برای ایجاد حرکت معکوس 34

شکل 2-8 روش دوم برای ایجاد حرکت معکوس 35

شکل 2-9 روش اول برای حرکت مستقیم 37

شکل 2-10 روش دوم برای حرکت مستقیم 38

شکل 2-11 روش سوم برای حرکت مستقیم 38

 شکل 2-12 مجموعه دنده سیمپسون 41

شکل 2-13 مجموعه دنده سیاره ایی سیمپسون 42

شکل 2-14 مجموعه راوینیو 43

فصل سوم

شکل 3-1 پمپ دنده ای داخلی و خارجی 49

شکل 3-2 پمپ روتوری 50

شکل 3-3 پمپ روتوری داخلی و خارجی 51

شکل 3-4 پمپ پره ای ساده 52

 شکل 3-5 مجموعه بدنۀ سوپاپ 54

فهرست اشکال صفحه

شکل 3-6 انواع سوپاپ یک طرفه 55

شکل 3-7 سوپاپ اطمینان 57

شکل 3-8 سوپاپ تنظیم فشار 58

شکل 3-9 سوپاپ تعویض 60

شکل 3-10 سوپاپ تعویض 60

شکل 3-11 سوپاپ گاز با کارانداز خلائی 64

شکل 3-12 سوپاپ گاز با کارانداز مکانیکی 64

شکل 3-13 گاورنر با محرک دنده ایی و سوپاپ قرقره ایی 66

شکل 3-14 سوپاپ گاورنر 75

شکل 3-15 سوپاپ کنترل دستی 69

فصل چهارم

شکل 4-1 کوپلینگ هیدرولیکی ساده 71

شکل 4-2 مبدل گشتاور 73

شکل 4-3 تورک کنورتور- ایمپلر 74

شکل 4-4 تورک کنورتور- توربین 75

فهرست اشکال صفحه

شکل 4-5 تورک کنورتور- استاتور 75

شکل 4-6 پمپ و اجزای محفظه هوزینگ 76

شکل 4-7 عمل کوپلینگ هیدرولیکی 78

شکل 4-8 طرز کار استاتور 79

فصل پنجم

شکل 5-1 باندهای گیربکس 84

شکل 5-2 انواع باندها 85

شکل 5-3 مجموعۀ یک کلاچ هیدرولیکی چند صفحه ای 88

شکل 5-4 کلاچ ترمز کننده 89

شکل 5-5 اجزای کلاچ چند صفحه ای 90

شکل 5-6 اجزای کلاچ چند صفحه ای و فنر دیافراگمی 91

شکل 5-7 کلاچ یک طرفه غلطکی 94

شکل 5-8 کلاچ یک طرفه بادامکی 94

فهرست جداول صفحه

فصل اول

جدول1-1 مسیر قدرت جعبه دنده اتوماتیک پاورفلایت 17

جدول 1-2 مسیر قدرت جعبه دنده اتوماتیک اولتراماتیک 18

فصل دوم

جدول 2-1 بدست آوردن نسبت دنده های خورشیدی 39

فصل سوم

جدول 3-1 تاثیر فشار گاز بر روی دریچه گاز 63

فهرست نمودارها صفحه

فصل سوم

نمودار 3-1 نمودار دو حالت منحنی فشار گاورنر 68

چکیده

با توجه به مزایای فراوان استفاده از گیربکس های اتوماتیک، امروزه شاهد گسترش آنها در صنعت اتومبیل سازی و استفاده روز افزون آنها در سطح جهانی بخصوص در وسایل حمل ونقل سنگین و ماشین های راه سازی، کشاورزی، معدن و همچنین اتومبیل های سواری می باشیم و تقریباً اصول کار همه آنها با مختصر تفاوت هایی مشابه یکدیگر می باشند. در کشور ایالات متحده 60 درصد از خودروهای سورای مجهز به گیربکس های اتوماتیک می باشند و در کشورهای اروپایی و ژاپن این آمار نزدیک 50 درصد   می باشد.

با توجه به بوجود آمدن نسل جدیدتری از گیربکس های اتوماتیک تحت عنوان CVT[1] که تأثیر چشمگیری در کاهش مصرف سوخت و در نتیجه آلودگی هوا دارند، پیش بینی می شود با اقتصادی شدن آنها در چند سال آینده به سرعت جایگزین گیربکس های معمولی گردند.

لازم است ما نیز خود را با تکنولوژی های جدید هماهنگ نموده و با توجه به وضعیت مخرب آلودگی هوا، در رابطه با استفاده از گیربکس های اتوماتیک و جایگزین نمودن آنها، گام های موثری برداشته شود.

در نوشتاری که پیش رو دارید، سعی شده است بطور ساده ولی کاربردی اساس کار گیربکس های اتوماتیک توضیح داده شده است. ابتدا برخی از مزایای استفاده از گیربکس اتوماتیک ذکر شده اند، سپس انواع گیربکس ها و اجزاء مختلف تشکیل دنده گیربکس های اتوماتیک شامل دستگاه خورشیدی، کلاچ های چند صفحه ای، کلاچ های یک طرفه، باندها و سرووها، تورک کنورتور، سوپاپ های کنترل (جعبه سوپاپ)، گاورنر، دیافراگم خلائی، سلونوئید کیک دان، و پمپ روغن توضیح داده شده اند. در بخش های بعدی ساختمان و طرز کار گیربکس اتوماتیک خودرو تشریح شده است و سپس در رابطه با مدار کنترل هیدرولیکی برای تعویض دنده در گیربکس اتوماتیک دو سرعته توضیحات مربوطه داده شده است.

فصل اول در مورد گیربکس های اتوماتیک و تاریخچه مربوط به آن، فصل دوم مجموعه دنده سیاره ای و اجزای آن و همچنین در مورد حالت های مختلف درگیری دنده های خورشیدی، فصل سوم سیستم های هیدرولیکی گیربکس از جمله: فشارهای موجود، انواع پمپ ها و انواع سوپاپ های موجود در گیربکس، فصل چهارم کوپلینگ هیدرولیکی و مبدل گشتاور، فصل پنجم در مورد تجهیزات راه انداز گیربکس مطالبی را ارائه کرده ام.

امید است مجموعه این نوشتار مورد استفاده علاقمندان قرار گیرد. 

فصل اول
مقدمه   

اصول کارکرد جعبه دنده های اتوماتیک شبیه هم می باشد و تفاوت هایی که در آنها وجود دارد صرفاً در ترکیب اندازه ها و ساختمان و بعضی اختلاف هایی در سیستم های کنترل هیدرولیکی می باشد و شامل اصول اساسی جعبه دنده ها نخواهد بود.

جعبه دنده های اتوماتیک مانند جعبه دنده های معمولی قابل استفاده در موتورهای بنزینی و دیزلی و همچنین اتومبیل های سبک و سنگین، به خصوص ماشین های راه سازی می باشند و باید متذکر شد که اصول کار آن ها یکسان بوده و طرز کارشان به سادگی قابل فهم می باشد.

رانندگی اتومبیل هایی که دارای جعبه دنده اتوماتیک می باشند مستلزم داشتن اطلاعات کافی در این زمینه می باشند تا راننده بتواند به موقع نسبت به سرویس های مقدماتی آن اقدام نماید و نهایتا در تشخیص عیب و رفع آن اقدام لازم را به عمل آورد.

جت اوی[2]، هیدراماتیک[3]، تورک فلایت[4] و کروئیز-  اُ - ماتیک[5] بعضی از نام های خانواده جعبه دنده های اتوماتیک هستند که در تجارت به این نام ها خوانده می شوند. [1]

 سیستم انتقال قدرت اتوماتیک

چون دستیابی به یک سیستم انتقال نرم و بدون صدا با استفاده از جعبه دنده های دستی امکان پذیرنمی باشد، بنابراین در جعبه دنده های اتوماتیک نیز از سیستم چرخدنده خورشیدی استفاده می شود.

1-2-  انواع گیربکس های اتوماتیک

اساساً گیربکس های اتوماتیک به دو دسته تقسیم می شوند، گیربکس هایی که برای خودروهای موتور جلو و محرک جلو FF[6] و گیربکس هایی که برای خودروهای موتور جلو و محرک عقب FR[7] هستند.

گیربکس هایی که در خودروهای محرک جلو استفاده می شوند نسبت به خودروهای محرک عقب دارای حجم بیشتری است، زیرا که این نوع گیربکس مستقیم بر روی خودرو نصب می گردد. این گیربکس ها بیشتر رایج هستند.

در خودروهای محرک جلو، دیفرانسیل مستقیماً بر روی گیربکس قرار می گیرد این در حالی است که در خودروهای محرک عقب از دیفرانسیل خارجی استفاده می شود.

دیفرانسیل های خارجی با استفاده از میل گاردان به گیربکس اتوماتیک متصل می شوند. اساس و کار هر یک از موتورهای محرک جلو و محرک عقب یکی است. [2]

شکل 1-1- انواع گیربکس های اتوماتیک در خوردورها

گیربکس های اتوماتیک امروزی از مجموعه دنده سیاره ای بهره می برند. گیربکس های اتوماتیک از سه قسمت اصلی که در شکل 1-2 نمایش داده شده است،  تشکیل شده اند:

1. مجموعه دنده سیاره ای[8]
2. واحد کنترل هیدرولیکی[9]
3. تورک کنورتور[10]

شکل 1-2-  قسمت های اصلی گیربکس اتوماتیک

برای فهمیدن عملکرد گیربکس اتوماتیک، باید اساس کار هر یک از این بخش ها را یاد گرفت.

تورک کنورتور قادر می سازد که گشتاور از موتور به شافت ورودی گیربکس انتقال پیدا کند. کار تورک کنورتور مانند کلاچ در گیربکس های دستی می باشد که برای خلاص شدن دنده استفاده می شود.

مجموعه دنده سیاره ای چندین نسبت دنده برای حرکت رو به جلو و یک نسبت دنده برای حرکت رو به عقب را فراهم می کند. نسبت دنده با استفاده از تجهیزات راه انداز بدست می آید. این تجهیزات راه انداز شامل کلاچ ها و ترمزهای چند صفحه ای، باندها و کلاچ های یک طرفه هستند.

واحدهای هیدرولیکی فشار هیدرولیک را تنظیم می کنند و نقطه تعویض را با توجه به سرعت خودرو و وضعیت دریچه گاز تعیین می کنند.

واحدهای هیدرولیکی از هوزینگ و سوپاپ های ماسوره ایی تشکیل شده است که دارای دقت بالایی می باشد.

جهت حرکت سوپاپ های ماسوره ایی(رجوع به 3-3-3) با استفاده از فشار هیدرولیک و نیروی فنرها تعیین   می شود. [1]

تفاوت های ظاهری گیربکس های اتوماتیک و گیربکس های معمولی

1. گیربکس های اتوماتیک فاقد اهرم بندی تعویض دنده می باشند.
2. گیربکس های اتوماتیک دارای کارتر روغن می باشند.
3. گیربکس های اتوماتیک دارای گیج روغن می باشند. (به جز 206)
4. گیربکس های اتوماتیک از نظر ظاهری دارای 2 یا 3 شفت ورودی متحدالمرکز می باشند.

ویژگی های گیربکس اتوماتیک

1. دارای اهرم انتخاب دنده[11] می باشند.
2. تعویض دنده به نرمی و بدون نیاز به کلاچ گرفتن صورت می گیرد.
3. شروع حرکت به آرامی و بدون لرزش انجام می پذیرد.
4. خودروهای مجهز به گیربکس اتوماتیک را فقط در حالت پارک و خلاص می توان استارت زد.
5. برای تعویض دنده راننده نیازی به مهارت رانندگی ندارد. [3]

معایب گیربکس های اتوماتیک

1. خودروهای مجهز به گیربکس اتوماتیک را نمی توان بکسل کرد.

   برای بکسل کردن اگر خودرو محور عقب محرک باشد، باید میل گردان باز شود. و در خودروهای جلو محرک باید چرخ های جلو را از زمین جدا و سپس بکسل کرد.

1. خودروهای مجهز به گیربکس اتوماتیک را نمی توان با هل روشن کرد.

در جعبه دنده های اتوماتیک حتماً باید از کلاچ هیدرولیکی و مبدل گشتاور بجای کلاچ اصطکاکی استفاده کرد. [3]

اغلب این جعبه دنده های خودکار سه یا چهار دنده برای حرکت رو به جلو دارند. این جعبه دنده ها در وضعیتهای پارک، خلاص و دنده عقب نیز قرار می گیرند. در این خودروها دنده چهار معمولاً اوردرایو (رجوع به 2-3-3) است. در بعضی از جعبه دنده های خودکار که شش دنده اند، دنده پنج اوردرایو است. خودروهایی که جعبه دنده خودکار دارند، معمولاً با دنده یک به راه می افتند. سپس جعبه دنده به دنده های دو، سه و چهار می رود. تعویض دنده ها و قفل شدن مبدل گشتاور بدون کمک راننده انجام می شود. با افزایش سرعت خودرو، دنده ها تعویض می شود و بار موتور کاهش می یابد. راننده برای کاهش سرعت خودرو و متوقف کردن آن پایش را از روی پدال گاز برمی دارد و در صورت نیاز ترمز می گیرد. در این حالت جعبه دنده مبدل گشتاور را خلاص می کند و به صورت خودکار دنده معکوس می رود؛ هنگامی که خودرو متوقف می شود، جعبه دنده در دنده یک است. در این حالت به کلاچی که با پا بکار می افتد نیازی نیست. بکسواد کردن مبدل گشتاور این امکان را می دهد که حتی حین درگیری جعبه دنده نیز موتور درجا کار کند.

1-3- سیر تکاملی جعبه دنده

گیربکس های اتوماتیک مدرن طرح اصلی خودشان را از گیربکس درشکه های قدیمی گرفته اند که در سال 1904 توسط برادران استارت وانت[12] از بوستون - استان ماساچوست - توسعه پیدا کرد.

این مجموعه دو دنده رو به جلو داشت، نسبت دنده ها توسط وزنه های تعادل که بوسیله موتور حرکت می کردند تعویض می گردد. بنابراین بالاترین دور موتور بالاترین نسبت دنده[13] را می دهد. بطوریکه وسیله نقلیه به آهستگی شروع به حرکت می کند و هم چنین به آهستگی کاهش دور می دهد.

جعبه دنده های اتوماتیک از سال ها قبل تاکنون تغییرات چندانی نداشته است و توسعه ی آن ها با تکامل تدریجی اتومبیل ها انجام پذیرفته است و با وجود این که وظیفه اصلی آن تغییر و تبدیل دور و گشتاور می باشد، مع ذلک وضعیت دنده عقب، حالت خلاص و هم چنین حالت ترمز موتوری در آن پیش بینی گردیده است.[2]

اولین توسعه اساسی در گیربکس های اتوماتیک در سال 1908 توسط هنری فورد در مدل چشم گیر T[14] صورت گرفت. مدل T، ارزان، مطابق با استاندارد روز و ترکیبی ساده داشت، دو سرعته بعلاوه دنده عقب که به صورت دستی با پدال ها کنترل می شد. پدال ها باعث عکس العمل عضوهای اصطکاکی (باندها و کلاچ ها) می گردد تا دنده مناسب را انتخاب کند. در گیربکس های اتوماتیک راننده ها نیاز به مهارت خاصی نسبت به گیربکس های دستی ندارند.

اتومبیل های امریکایی در طول 30 تا 40 سال اول اختراع شان با استفاده از جعبه دنده های نسبتاً ساده و خوب طراحی گردیدند و در آن ها جعبه دنده های معمولی لغزشی 3 یا 4 سرعته به کار برده می شد، که مجهز به کلاچ اصطکاکی می باشند و عمل قطع و وصل آن هنگام تعویض دنده ها به صورت مکانیکی انجام می گردد.

در همان زمان طرح جعبه دنده های معمولی با استفاده از دنده های سیاره ای (مجموعه خورشیدی) (رجوع به فصل دوم) مد نظر قرار گرفته بود که یک نمونه آن در اتومبیل کادیلاک مدل 1904 به کار برده شد و همچنین بیشتر در مدل های قدیمی اتومبیل فورد از جعبه دنده های معمولی دو سرعته با مجموعه خورشیدی استفاده می شد که سال های متعددی شهرت داشت و بالاخره در سال 1928 از رده خارج گردید.

علی رغم آن مهندسین موفق شدند که دربارۀ جعبه دنده های ایده آل تحقیق کنند. به طوری که وظیفۀ راننده را تسهیل نماید و یک جابجایی یا تعویض دنده آرام و بدون سر و صدا با نسبت دنده های متغیر صورت پذیرد و بازده موتور را افزایش دهد. تکامل جعبه دنده های اتوماتیک مراحلی را گذرانده است تا به صورت مدرن امروزی در آمده است و ذیلاً به شرح سیر تکاملی آن ها می پردازیم:

• در سال 1928 کادیلاک جعبه دنده های سنکرونیزه را تولید نمود.
• در سال 1933 (Reo) جعبه دنده های نیمه اتوماتیک را عرضه نمود که در آن از دنده های سیاره ای با وزنه های گریز از مرکز جهت کنترل آن ها استفاده شده بود و اجازه می داد که تعویض دنده ها به طور خودکار از سرعت پایین به سرعت بالا انجام پذیرد و حرکت اتومبیل را عملی می ساخت. با وجود این در آن از یک کلاچ اصطکاکی نیز هنوز استفاده می شد.
• در سال 1934 کرایسلر جعبه دنده های فوق سرعت (اوردرایو) را تولید نمود.
• در سال 1937 اولدزموبیل یک نوع دیگر از جعبه دنده های نیمه اتوماتیم را طراحی نمود که در آن از دنده های سیاره ای و کنترل کننده هایی که به طور هیدرولیکی و مکانیکی عمل می کردند استفاده شده بود، و به منظور درگیری دنده عقب آن از دنده های معمولی استفاده می گردید و همچنین در آن یک کلاچ اصطکاکی به کار گرفته شده بود.