گیربکس کمکی چیست و چه کاربردی دارد ؟

مجموعه: اصول تعمیر و نگهداری خودرو

گیربکس کمکی چیست و چه کاربردی دارد ؟

آشنایی با گیربکس کمکی:

گیربکس کمکی چیست؟

در واقع گیربکس کمکی خودرو را در جهان به ترانسفر کیس می شناسند. که یکی از بخش های انتقال نیرو در خودروهای دو دیفرانسیل به حساب می آید. انتقال نیرو، یکی ازمهم ترین قسمت های موجود در هر خودرویی است که وظیفه آن، انتقال توان و گشتاور تولید شده در پیشرانه به چرخ ها است. این بخش در خودروهای مختلف تا حد زیادی به یک شکل و اساس است و فقط در چندین نوع خلاصه می شود. اما در خودروهایی که به صورت چهارچرخ محرک هستند، سیستمی به نام ترانسفر کیس یا همان گیربکس کمکی نیز وجود دارد تا بتواند گشتاور و توان تولید شده را به همه چرخ ها و محورها منتقل کند.

هنگامی که خودروهایی با دو دیفرانسیل روانه ی بازار خودرو شدند نیاز به سیستم کمکی جدید بود تا نیرو را به چرخ ها انتقال دهد.

تا بتوان توان تولیدی از پیشرانه را به غیر از محور محرک اصلی، به محور دوم نیز منتقل کند. این بخش به صورت جعبه دنده دوم طراحی شد تا یتواند به خوبی وظیفه خود را عملی کند.

گیربکس کمکی خودرو دقیقا بعد از گیربکس اصلی قرار دارد و جدا از انتقال قدرت به هر چهار چرخ، تغییر در دور خروجی گیربکس و افزایش بیشتر گشتاور خروجی و انتقالی به سمت چرخ ها است.

گیربکس کمکی خودرو معمولا در خودروهایی وجود دارند که دارای دو دیفرانسیل و یا سه دیفرانسیل هستند.

کارکرد گیربکس کمکی و انتقال قدرت به دو صورت انجام می شود. ارتباط دنده های داخل این مجموعه یا به صورت دنده و چرخ دنده است و یا با کمک زنجیر انجام می شود. اگرچه شکل انتقال دنده ای کمی خشن تر است و درگیر کردن دنده ها در خودروهای قدیمی، قلق خود را دارد، اما استهلاک این روش کمتر بوده و خرابی بسیار کمتری نیز دارد.

چگونگی اتصال به گیربکس اصلی :

در خودروهایی که طول زیادی ندارند و فاصله محورهای آنها از هم کم است، گیربکس کمکی به شکل مستقیم و بدون واسطه به گیربکس اصلی متصل است به نحوی که یک ساختار کاملا یکپارچه را تشکیل می دهند. اما در خودروهایی که فاصله محوری آنها زیاد است، این گیربکس با یک گاردان (با تلفظ صحیح کاردان) به جعبه دنده اصلی وصل می شود. اتصال مستقیم، فضای کمتری را اشغال کرده و استهلاک پایین تری نیز دارد اما تعمیر و عیب یابی نوع دوم که با واسطه و یک کاردان به گیربکس اصلی متصل است، راحت تر خواهد بود. همانطور که گفته شد، اتصال با کاردان، بسیار خاص بوده و در خودروهای سواری چندان دیده نمی شود.

کاربردهای گیربکس کمکی

گیربکس های کمکی (دنده های کمکی) سبک یا سنگین، اصلا چی هستند ؟

امروز 80% خودروهای دو دیفرانسیل دارای گیربکس کمکی هستند یک سری دسته دنده دارند و یک سری هم به جای دسته ی دنده، دکمه کار گذاشته شده است به هر حال چه دکمه ای و چه دسته ای گیربکس کمک به صورت کلی دارای 4 حالت اصلی به شرح زیر است:

حالت N: مخفف کلمه neutral به معنای نا درگیر یا خلاص می باشد، در حالت N گیربکس کمک خلاص بوده و هیچ انتقال قدرتی انجام نمی دهد؛ یعنی هیچ کدام از شفت های خروجی با شفت میانی درگیر نیستند. حتی اگر گیربکس اصلی در دنده باشد، عملا مجموعه هرز چرخیده و خودرو ثابت است و برای حرکت باید گیربکس کمکی را هم درگیر کرد. حالت خلاص گیربکس کمکی بیشتر برای استفاده از قدرت حرکتی برای بخش هایی نظیر وینچ مکانیکی بوده که می توان با خلاص کردن گیربکس کمک و درگیر کردن اهرم وینچ مکانیکی، قدرت حرکتی را به وینچ انتقال داد و سیم بکسل را جمع کرد. لازم به ذکر است که در حالت استفاده از وینچ مکانیکی، گیربکس اصلی باید حتما در دنده 1 باشد.

حالت 2H: این حالت جهت انتقال قدرت سبک به محور اصلی بوده و محور دیگر خلاص است. این حالت بیشتر جهت رانندگی در سطوح نرمال و شرایط جاده ای و خیابانی بوده و در شرایط بزرگراه و خارج شهری کاربرد آن چنانی ندارد. در این حالت قدرت از شفت ورودی وارد شده و به شفت میانی منتقل شده و مجددا به شفت اولیه و خروجی اکسل عقب می رسد. شفت خروجی عقب نیز با دنده سبک به شفت میانی متصل بوده و شفت اکسل جلو خلاص است.

در نتیجه در حالت 2H، مجموعه گاردان و دیفرانسیل اکسل جلو هرزگرد بوده و باید توسط پولوس خلاص کن، دیفرانسیل جلو را خلاص کرد که مانع از اتلاف انرژی و استهلاک دیفرانسیل شود. برخی خودروها پولوس خلاص کن اتوماتیک دارند اما در نمونه های توپی دار، باید توپی چرخ های جلو را در موقعیت خلاص (Unlock) قرار داد.

حالت 4H: این حالت برای حرکت با چهارچرخ محرک در سرعت های نرمال بوده و می تواند در جاده های لغزنده و یا شرایط خارج از شهری که نیاز به گشتاور بالا ندارد، استفاده کرد. در این حالت، قدرت از شفت ورودی دریافت شده و هر دو شفت خروجی با دنده سبک به شفت میانی متصل هستند و قدرت را دریافت می کنند. در این حالت باید توپی چرخ های جلو در موقعیت Lock باشد.

حالت 4L: حالت نهایی یا 4L برای حرکت با قدرت و گشتاور بالا بوده که در شرایط دشوار و برای خروج از موانع مانند سراشیبی بسیار تیز، شنی و سنگی استفاده می شود. حالت 4L بسیار مشابه 4H بوده اما تفاوت آن در این است که محورهای خروجی با دنده سنگین به شفت میانی متصل می شوند. در سرعت های کنترل شده و بسیار پایین زیر 50 کیلومتر باید استفاده بشود در غیر این صورت خساراتی ازجمله خرابی دیفرانسیل و گیربکس در راه است.

نکته: در دنده 4L سنگین تا جای ممکن از کلاج گرفتن بی مورد خودداری نمایید چرا چون هر بار کلاج گرفتن باعث ضربه و فشار زیادی به گیربکس و موتور و دیفرانسیل وارد خواهد شد و هر بار کلاج گرفتن کنترل سرعت خود را در دور پایین از دست خواهید داد.

مزایا و معایب گیربکس کمکی

معایب گیربکس کمکی :

یکی از معایب گیربکس های کمکی، این است که همواره با یک نسبت ثابت (عموما 50-50) قدرت و سرعت را بین اکسل جلو و عقب توزیع می کنند و عملا امکان لغزش بین گاردان محورهای جلو و عقب وجود ندارد.

در حالت عادی چنین مشکلی جلب توجه نمی‌کند اما هنگامی که خودرو می خواهد بپیچد، گیربکس شروع به مقاومت می کند چرا‌که در حالت پیچیدن، گاردان های اکسل های جلو و عقب با هم اختلاف سرعت دوران پیدا می کنند در حالی که گیربکس می خواهد گاردان ها را با سرعت یکسان بچرخاند و این مسئله ناشی از یکپارچه بودن شفت میانی بوده که با هر دو شفت خروجی و گاردان ها درگیر است.

این مسئله بسیار مشکل زاست و ممکن است منجر به خرد‌شدن گیربکس و دیفرانسیل ها و یا حتی منجر به واژگونی خودرو شود.

گیربکس های کمکی مجهز به دیفرانسیل مرکزی علی رغم مزایایی که دارند دارای یک ایراد بزرگ بوده و آن هم مشکل ذاتی دیفرانسیل‌ هنگام مواجهه با یک محور گیر کرده است که موجب می شود دیفرانسیل مرکزی تمام قدرت را به گاردان مخالف منتقل کند و این دقیقا همان حالتی است که به تقسیم انتقال قدرت با نسبت 50-50 نیاز است.

مشابه این پدیده را می توان در یک اکسل معمولی مشاهده کرد که یک چرخ گیر کرده و نمی چرخد و دیفرانسیل تمام قدرت را به چرخ دیگر منتقل کرده و آن را هرز می چرخاند. در این حالت از قفل دیفرانسیل استفاده شده که با قفل کردن چرخ هرزگرد، موجب انتقال قدرت به چرخ گیر کرده می شود. 

برای رفع این مشکل مشابه در گیربکس کمکی، از قفل دیفرانسیل مرکزی استفاده شده که ‌هنگام نیاز داشتن به تقسیم نیروی 50-50 بین اکسل جلو و عقب، دیفرانسیل را قفل کرده و عملا شفت میانی مشابه گیربکس های فاقد دیفرانسیل، یکپارچه عمل می کند.

در واقع با قفل کردن دیفرانسیل مرکزی، خودرو رفتاری مشابه 4WD‌های نیمه وقت پیدا کرده و البته دور زدن با خودرو هنگام قفل بودن دیفرانسیل مرکزی بسیار خطرناک است. ‌روی دسته دنده گیربکس های کمکی مجهز به قفل دیفرانسیل مرکزی، دو حالت دیگر علاوه بر 4 حالت اصلی موجود بوده که شامل حالت 4HLC برای حالت سبک انتقال 50-50 و حالت 4LLC برای انتقال قدرت سنگین با تقسیم 50-50 است.

لازم به ذکر است که قفل دیفرانسیل مرکزی با قفل دیفرانسیل اکسل ها متفاوت است چرا که قفل دیفرانسیل مرکزی‌ روی گیربکس کمکی عمل کرده و به هر یک از اکسل ها 50 درصد نیرو را انتقال می دهد اما قفل دیفرانسیل خود اکسل ها ‌روی پولوس ها عمل کرده و از هرز چرخیدن چرخ کم اصطکاک جلوگیری می کند.

انواع روانکاری برای گیربکس:

در گیربکس های دستی از واسکازین باید برای روانکاری گیربکس استفاده کرد. در برخی دیگر از گیربکس ها باید از روغن هیدرولیک برای روانکاری استفاده کرد. معمولا گیربکس هایی که نحوه انتقال قدرت داخلی آنها به صورت زنجیری است، روانکاری آنها به کمک روغن هیدرولیک است.

همواره باید این نکته را در نظر داشته باشید برای روانکاری زنجیرها همیشه روغن هیدرولیک مورد استفاده قرار نمی گیرد و باید در بعضی از مواقع از روغن واسکازین استفاده کنید.

و برای اینکه عمر این قطعه بیشتر شود از واسکازین به جای روغن هیدرولیک استفاده می کنند. چرا که معمولا نشتی و لقی در قطعات داخل گیربکس کمکی بیشتر شده و حساسیت این بخش نسبت به گذشته، کمتر می شود. گیربکس کمکی در اکثر کراس اوورهای AWD با روغن هیدرولیک روانکاری می شود.

گردآوری: بخش خودرو بیتوته