جعبه دنده 2

[Asghar2000]

دنده هاي کمکي splitter change & range change

براي خودروهاي نسبتاً سبک با وزن حدود يک تن که نسبت قدرت به وزن بزرگيدارند، يک جعبه دنده 4 سرعته يا 5 سرعته معموليجوابگوي اتومبيل در عملکردصحيح خود مي باشد. اما براي خودروهاي سنگيني که بارهاي بزرگي را تحمل مي کنند ونسبت قدرت بهوزن بسيار پاييني دارند، استفاده از اين جعبه دنده ها بهتنهايي نمي تواند گزينه مناسبي باشد. تحت چنين شرايط عملکردي اگر فاصلهنسبت انتقال دنده ها خيلي زياد باشد، در حين تعويض دنده دور موتور به شدتافت مي کند و بازيافت گشتاور دوباره موتور به کنديصورت مي گيرد؛ بنابراينبراي کمتر کردن اثرات ناشي از اين افت دور در هنگام تعويض دنده به فاصله هايکوچکتري از اختلاف افزايشنسبت دنده اي نياز است. با دو برابر کردن تعدادنسبت دنده ها اثرات افت دور موتور در حين تعويض دنده کاهش مي يابد.جهت تحققاين امر و افزايش تعداد نسبت انتقال مي توان از تعداد چرخدنده هاي بيشتر با نسبتانتقالهاي گوناگون در گيربکس استفادهکرد، اما استفاده از اين روش به بزرگو سنگين شدن جعبه دنده مي انجامد. براي جلوگيري از اين امر يک جعبه دنده کوچک دووضعيتي رابه صورت سري با جعبه دنده معمولي 4 سرعته، 5 سرعته و ... قرار ميدهند. استفاده از اين جعبه دنده کمکي به اين ترتيب تعداد نسبتانتقال را درجعبه دنده هاي معمولي دو برابر مي کند. در وضعيتهاي بسيار خاص مي توان از جعبه کمکيسه وضعيته استفاده کرد، در اينصورت تعداد دنده هاي جعبه دنده معمولي تا سهبرابر افزايش مي يابد که در اينگونه کمکيها معمولاً يکي از نسبتهاي انتقال بسيار کمدرنظر گرفته مي شود.

جعبه دنده هاي کمکي مي توانند به دو صورت قبليا بعد از جعبه دنده اصلي قرار گيرند که طراح با توجه به شرايط مورد نظر خودرو آنرابرمي گزيند :

Splitter gear change :
در نوع جعبه دنده، جعبه دنده کمکيقبل از جعبه دنده اصلي قرار مي گيرد. در اين حالت جعبه دنده کمکي دو حالت دارد،حالت اول که نسبت انتقال مستقيم است و گشتاور ورودي از موتور بدون تغيير بهجعبه دنده اصلي مي رسد و حالت دوم که نسبت انتقالناشي از اين دنده تقريباً 1 : 4/1 – 2/1 است. شکل2-10




شکل2-10 جعبه دنده کمکي از نوعSplitter و ترتيب تعويض دنده ها دراين نوع جعبه دنده

Range gear change :
در اين نوع جعبه دنده، جعبه دنده کمکي بعد از جعبهدنده اصلي قرار مي گيرد. جهت تعويض دنده در اين نوع جعبه دنده هاابتدادنده کمکي را در حالت low قرار داده و دنده هاي اصلي را به ترتيب تغيير مي دهيم،سپس دنده کمکي را در حالت انتقال مستقيم ياhigh قرار داده و دوباره دندههاي اصلي را به ترتيب عوض مي کنيم. شکل2-11




شکل2-11 جعبه دنده کمکي از نوعrange و ترتيب تعويض دنده ها دراين نوع جعبه دنده

هر دو نوع جعبه دنده هاي splitter و change مي توانند به صورت چرخدنده هاي ساده يا خورشيدي باشند. همچنينبرخياز جعبه دنده ها در صورت نياز مي توانند از جعبه دنده هاي splitter و change به صورت همزمان استفاده کنند.

( PTO ) Power take-off

PTO در واقعمکانيزمي است که تعدادي شفت محرک را براي بکار انداختن تجهيزات کمکي در برخي ازخودروهاي خاصفراهم سازد. اين شفتها مي توانند نيروي محرک خود را از موتورو توسط دنده هاي تايمينگ سر ميل لنگ بگيرند؛ اما معمولاً در اکثرسيستمهااين نيرو را از قسمتي از جعبه دنده مي گيرند. کابردهاي مرسوم PTO ها شامل موارد زيرهستند؛ مانند : پمپهاي هيدروليکي،کمپرسورها، ژنراتورها، بالابرها، جرثقيلها، چرخ لنگرهاي دوار، قرقره هاي شيلنگ آتش نشاني، دستگاههاي مخلوط کننده، تيغه هايماشين برف روب و ديگر مکانيزمهاي مکانيکي که به منبع جداگانه اي از قدرتمحرکه نياز دارند.

قدرت محرک PTO مي تواند توسط يکي از دنده هاي روي lay shaft فراهم شود و يا اينکه شفت مربوطه مستقيماً به انتهاي lay shaft متصلشود و چرخش خود را يکسره از خود شفت بگيرد. (شکل2-12( PTO ها بسته به نوع استفادهمي توانند به صورت تک سرعته يا دوسرعته کار کنند. در واقع سيستمي مانندجعبه دنده هاي کمکي در اين مورد نيز مورد استفاده قرار مي گيرد که فراهم آورنده دوسرعتمتفاوت مي باشد. جهت دستيابي به سرعت دلخواه شفت نسبت دنده ها در اينمورد نيز مي تواند به صورت دلخواه انتخاب شوند.



شکل2-12 جعبه دنده بهمراه PTO هايي که قدرت خود را از دنده ها ميگيرند.


اوردرايو (Over drive)

وقتي جعبه دنده هاي استاندارد رادر دنده بالا قرار مي دهيم، نسبت انتقال يك به يك است. در جاده هاي سرازيري درصورتيكه موتور اتومبيل قدرت كافي را داشته باشد و سرعت نيز در حد معقوليباشد موتور قادر خواهد بود كه اتومبيل را با نسبت تبديلكمتر از واحد نيزبه حركت در آورد. براي اين منظور در گيربکس بعضي از اتومبيل ها وسيله اي بناماوردرايو پيش بيني شده است. اوردرايو
يا فوق سرعت يك سيستم مكانيكي است كهبه انتهاي جعبه دنده هاي معمولي بسته مي شود. محور خروجي جعبه دنده محور ورودياوردرايو را به حركت در مي آورد. اوردرايو شامل يك مجموعه دنده سياره اياست که بوسيله آن مي توان نسبت تبديل پايين تر از يک رابدستآورد.

يكي از مزاياي مهم اوردرايو آن است كه با استفاده از آن مي توان باثابت نگهداشتن سرعت اتومبيل، دوران موتور آنرا تا حدود 30 درصدتنزل داد. طبعاً استفاده از اوردرايو سبب کاهش مصرف سوخت در ماکزيمم سرعت مي شود. اوردرايو باتوجه به صحت عوامل زير عملرضايت بخشي را ارائه خواهد كرد :

1- موتور اتومبيل قدرت كافي را داشته باشد.

2- سرعت اتومبيل در حد كافيباشد.

3- جاده تقريباً مسطح يا سرازير باشد


شکل2-13 اثرات اوردرايو بر روي عملکرد موتور

استفاده از اوردرايو به خودي خود موجب تضمين سرعت حداكثرنخواهد بود. با افزايش سرعت اتومبيل مقاومت باد به سرعتزياد مي شود. درسرعت هاي خيلي زياد اثرات مقاومت ناشي از باد را مي توان با اثر بازدارندگي در يكسربالايي شيب تند قابل قياسدانست. در اين موقع است كه ديگر نمي توان دندهبالا يا اوردرايو را يك امتياز محسوب آورد و بايستي براي كار صحيح موتور اتومبيل رابهيك دنده پايين تر منتقل ساخت. در شکل 2-13 نمودار مربوط به اثراتاوردرايو بر روي عملکرد موتور مي توان مشاهده کرد. ملاحظه ميشود که ازاثرات اوردرايو کاهش مصرف سوخت و همچنين افزايش گشتاور موتور در ماکزيمم سرعت مجازاست. براي فراهم کردن چنينشرايطي و اضافه کردن اوردرايو به جعبه دنده هايمعمولي معمولاً از ترکيبهاي چرخدنده هاي سياره اي استفاده مي کنند. يک مجموعهخوشيدي يا سياره اي شامل يک دنده خورشيدي يا دنده مرکزي است که با دنده هايهرز گرد سياره اي يا پينيونها که روي محورنگهدارنده يا بازو قرار گرفتهاند، احاطه شده است؛ حرکت دوراني مي کنند و بطور دائم درگير مي باشند. پينيونها نيزدر داخل دنده داخلييا رينگ (به اين دليل به اين نام خوانده مي شود که محيطدايره از داخل دندانه دار شده است) احاطه شده و بطور دائم با اين دنده هايسياره اي در گير مي باشند. شکل2-14



شکل2-14 نمونه ساده اي از چرخ دنده سياره اي واجزاي آن

اگر يک عضو از مجموعه چرخدنده سياره اي ثابتنگهداشته شود و عضو ديگر بچرخد، حاصل کار افزايش سرعت، کاهشسرعت يا چرخشمعکوس خواهد بود. نتيجه کار بستگي به اين دارد که کدام عضو ثابت مانده و کدام عضوبچرخد.در صورت عدم نياز به اوردرايو مي توان آنرا در وضع قفل شده قرار داد. وقتي دو قسمت از مجموعه دنده سياره اي بهم قفل شوند،مجموعه قادر به تغييرگشتاور يا دوران نبوده و همه آن به صورت يك واحد يكپارچه دوران خواهدكرد.
منبع : http://sayeboon.ir/forum/index.php?topic=692.0