سیستم انتقال قدرت خودرو چیست و چه وظیفه ای دارد؟

سیستم انتقال قدرت خودرو چیست؟

به زبان ساده، سیستم انتقال قدرت (Transmission) وظیفه انتقال نیروی تولید شده از موتور به چرخ‌ها در جهت حرکت خودرو را بر عهده دارد. این سیستم به طور مؤثر نیروی احتراق تولید شده توسط موتور را به حرکت فیزیکی (حرکت چرخ‌ها) تبدیل می‌کند.

برای راحتی درک این موضوع به روند کار موتور دقت کنید:

• سوخت در محفظه احتراق موتور خودرو مشتعل می‌شود.
• با احتراق سوخت، گاز و گرمای منبسط شده ناشی از انفجار، مجموعه‌ای از پیستون‌ها در داخل سیلندرهای موتور را به حرکت در می‌آورد.
• پیستون‌ها به سمت بالا و پایین حرکت می‌کنند و میل لنگ موتور را می‌چرخانند.
• میل لنگ باعث به حرکت در آمدن چرخ های خودرو می‌شود. از طریق این مکانیزم، انرژی انفجاری به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود.

به عبارت دیگر، نیرویی که به وسیله سیستم انتقال قدرت از موتور به چرخ‎‌ها منتقل می‌شود، به کاربر امکان می‌دهد تا خودرو را کنترل و هدایت کند. به عبارتی، هر قطعه‌ای که بین موتور و چرخ‌ها قرار دارد، جزئی از سیستم انتقال قدرت محسوب می‌شود که هدف همۀ آنها به حرکت در آوردن خودرو است.

وظیفه سیستم انتقال قدرت

سیستم انتقال قدرت سه وظیفه عمده اعم از قطع و وصل قدرت، انتقال قدرت از موتور به چرخ های محرک و تغییر مقدار گشتاور را بر عهده دارد. به عبارتی، هر خودرو بدون سیستم انتقال قدرت نمی‌تواند نیروی موتور را مهار کرده و سرعت خودرو را محدود کند.

وجود سیستم انتقال قدرت دو مزیت عمده دارد:

1. مصرف سوخت را کاهش می‌دهد
2. از هدر رفت توان تولید موتور جلوگیری می‌کند

نحوه کار سیستم انتقال قدرت

در زمانی که راننده کلاچ را با پای چپ خود می‌فشارد و به دنده مورد نظر می‌رود، نیرو با خارج شدن از گیربکس به میل گاردان می‌رسد و از میل گاردان به مجموعه دیفرانسیل منتقل می‌شود. در دیفرانسیل، نیروی موتور از طریق پلوس های سمت چپ و راست به توپی چرخ ها منتقل می‌شود.

جعبه دنده از تعدادی چرخ دنده ساده و مارپیچی شکل تشکیل شده است که روی تعدادی شفت (میله) قرار گرفته‌اند. بین موتور و گیربکس، کلاچ قرار دارد که کنترل قطع و وصل کردن نیرو به گیربکس را بر عهده دارد.

با فشردن پدال کلاچ، صفحه کلاچ آزاد می‌شود و ارتباط بین موتور و گیربکس قطع می‌شود. در این زمان، راننده با حرکت دادن اهرم دنده روی مقدار مورد نظر (مثلاً از دنده 2 به دنده 3)، میزان شتاب و سرعت خودرو را تنظیم می‌کند. سپس راننده با برداشتن پای خود از روی کلاچ، باعث اتصال دوباره صفحه کلاچ با دیسک می‌شود.

اجزا و قطعات تشکیل دهنده سیستم انتقال قدرت

سیستم انتقال قدرت از اجزای زیر تشکیل شده است:

1- کلاچ

همۀ کسانی که با خودروهای دنده دستی رانندگی می‌کنند، کلاچ را به خوبی می‌شناسند. سیستم کلاچ از طریق پدال زیر پای چپ راننده قابل دسترسی است. نحوۀ کار کلاچ به این صورت است که راننده برای تغییر دنده به روی پدال کلاچ فشار وارد می‌کند‌ و نیروی حاصل از فشار به قسمت‌های دوشاخه‌ کلاچ،‌ بلبرینگ کلاچ و دیسک کلاچ منتقل می‌شود.

سپس صفحه‌ فشار دهنده به عقب رفته و صفحه کلاچ از فلایویل جدا می‌شود. این فرآیند باعث قطع شدن ارتباط بین موتور و گیربکس می‌شود. وقتی راننده پای خود را از پدال کلاچ بَر می‌دارد، ارتباط موتور و جعبه دنده دوباره برقرار می‌شود.

2- جعبه دنده

مقدار گشتاوری که توسط موتور تولید می‌شود باید براساس نیاز خودرو به چرخ ها منتقل شود. جعبه دنده یا گیربکس قسمتی از سیستم انتقال قدرت است که میزان گشتاور یا توان تولید موتور را بر حسب نیازهای خودرو کنترل می‌کند. جعبه دنده این امکان را برای راننده فراهم می‌کند که او بتواند اتومبیل را با سرعت‌های متفاوت کنترل کند.

جعبه دنده کاری می‌کند که راننده بتواند بدون افزایش دور موتور، به سرعت دلخواه خود برسد. گیربکس همچنین وظایفی دیگری مانند پیشگیری از سرعت‌های ناخواسته، تنظیم جهت حرکت خودرو، کار کردن موتور بدون حرکت خودرو را بر عهده دارد.

3- میل گاردان

سومین عضو از سیستم انتقال قدرت خودرو که حرکت را از انتهای گیربکس به انتهای دیفرانسیل منتقل می‌کند، میل گاردان (Propeller shaft) نام دارد. فاصله بین گیربکس و دیفرانسیل ممکن است زیاد باشد، به همین دلیل از میل گاردان برای پُر کردن این خلاء استفاده می‌شود.

در حقیقت، میل گاردان به موازات محور طولی خودرو کشیده می‌شود و وظیفه انتقال گشتاور پیچشی از گیربکس به دیفرانسیل را بر عهده دارد. این قطعه برای خودروهای دیفرانسیل عقب کاربرد دارد.

4- دیفرانسیل

دیفرانسیل نقش تعیین کننده‌ای را در انتخاب نوع سیستم انتقال قدرت بازی می‌کند (در ادامه مقاله در این مورد بحث خواهد شد). دیفرانسیل بین دو چرخ عقب یا دو چرخ جلو قرار می‌گیرد تا گشتاور رسیده از موتور را بین چرخ ها تقسیم کند.

بدین صورت هر چرخ به اندازه لازم گشتاور مورد نیاز خود را دریافت می‌کند. عملکرد دیگری که توسط دیفرانسیل انجام می‌شود، تغییر در سرعت چرخ های داخلی و خارجی هنگام چرخش خودرو در پیچ ها است.

5- پلوس

وظیفه انتقال گشتاور به چرخ ها بر عهده پلوس یا اکسل دوار (Live axle) است. پلوس میله ای است که بین دیفرانسیل و چرخ‌ها قرار گرفته است. این قسمت دو وظیفه عمده دارد، یکی اینکه دیفرانسیل را به چرخ‌ها متصل می‌کند و دیگری اینکه گشتاور چرخشی که از موتور به دیفرانسیل رسیده است را به چرخ ها منتقل می‌کند. پلوس در دو طرف دیفرانسیل قرار گرفته است تا ارتباط با هر چرخ را به صورت جداگانه تأمین کند.

انواع سیستم انتقال قدرت در خودروها

چهار نوع مختلف سیستم انتقال قدرت وجود دارد که عبارتند از:

سیستم انتقال قدرت محور جلو یا دیفرانسیل جلو (FWD)

محور جلو یا دیفرانسیل جلو به این معنا است که نیروی حاصل از موتور به چرخ‌های جلوی وسیله نقلیه منتقل می‌شود. با استفاده از سیستم محور جلو، چرخ‌های جلو ماشین را به حرکت در می‌آورند و چرخ‌های عقب هیچ نیرویی دریافت نمی‌کنند.

مزیت یک وسیله نقلیه FWD این است که به طور معمول مصرف سوخت بهینه‌ای دارد و دی اکسید کربن کمتری منتشر می‌کند. از آنجا که وزن موتور بر روی چرخ‌های جلو قرار دارد، خودرو با محور جلو می‌تواند در زمین برفی چسبندگی بهتر با جاده داشته باشد. با این حال، رانندگان حرفه‌ای ادعا کرده‌اند که ماشین با محور جلو لذت رانندگی کمتری دارد.

سیستم انتقال قدرت محور عقب یا دیفرانسل عقب (RWD)

خودرو با دیفرانسیل عقب یا محور عقب به این معناست که نیروی حاصل از موتور به چرخ‌های عقب منتقل می‌شود. چرخ‌های جلو هیچ قدرتی دریافت نمی‌کنند و در مانور خودرو آزاد هستند. با توجه به اینکه وزن یک وسیله نقلیه دیفرانسیل عقب نسبت به ماشین دیفرانسیل جلو به طور یکنواختی پخش شده است، تعادل وزنی بهتری ایجاد می‌کند.

به همین دلیل است که رانندگی با خودرو دیفرانسیل عقب از هیجان بیشتری برخوردار است. از معایب یک وسیله نقلیه RWD این است که در شرایط آب و هوایی نامناسب مانند باران یا برف عملکرد خوبی ندارد زیرا مستعد از بین رفتن کشش هستند.

سیستم انتقال قدرت چهار چرخ محرک (4WD)

ماشین چهار چرخ محرک به این معناست که نیروی موتور به هر چهار چرخ می‌رسد و برای صرفه جویی در مصرف سوخت گزینه‌ای عالی است. بزرگترین مزیت یک وسیله نقلیه چهار چرخ محرک این است که قابلیت انعطاف پذیری و قدرت را برای استفاده در هر نوع زمین یا شرایط آب و هوایی فراهم می‌کند.

ویژگی این نوع سیستم انتقال قدرت این است که بیشتر اوقات در قالب RWD کار می‌کند و در مقایسه با یک وسیله نقلیه AWD از کشش کمتری برخوردار است.

سیستم انتقال قدرت چرخ های دائم محرک یا تمام چرخ محرک (AWD)

این سیستم از دیفرانسیل جلو، عقب و مرکز برای تأمین نیرو در هر چهار چرخ خودرو استفاده می‌کند. در عمل دو نوع پیشرانه وجود دارد که AWD نامیده می‌شوند.

حالت اول: اینکه همۀ چرخ ها به طور مداوم حرکت می‌کنند و از آن به عنوان چهار چرخ متحرکِ تمام وقت (Full-Time 4WD) یاد می‌شود.

حالت دوم: که اغلب به صورت چهار چرخ موقت یا AWD اتوماتیک نامیده می‌شود. چنین خودرویی بیشتر اوقات در حالت دو چرخ محرک کار می‌کند و تنها در صورت نیاز به کنترل کشش اضافی (Traction)، نیرو به هر چهار گوشه تحویل داده می‌شود‌.

انواع گیربکس

جعبه دنده یا گیربکس به انواع زیر تقسیم می‌شود:

جعبه دنده دستی

به نوع دستی گیربکس، جعبه دنده استاندارد نیز گفته می‌شود. جعبده دنده دستی باعث می‌شود راننده از کلاچ برای کنترل انتقال گشتاور از موتور به گیربکس استفاده کند و در صورت لزوم به صورت دستی بین دنده ها جابجا شود.

از نظر مکانیکی، گیربکس دستی ساده‌ترین نوع انتقال گشتاور است و اغلب بیشتر از نوع دیگر رایج است. تنها مشکل اصلی در گیربکس دستی، یادگیری است. یادگیری رانندگی با خودروی دنده ای نسبت به خودرو اتوماتیک به تمرکز و آموزش بیشتری نیاز دارد.

جعبه دنده اتوماتیک یا خودکار

جعبه دنده اتوماتیک همچنین دارای کلاچ اتوماتیک است. حسگرها، پردازنده ها و محرک های داخلی به جای کنترل انسانی، کلاچ را براساس سرعت فعلی، فشار شتاب دهنده و سایر عوامل در لحظه محاسبه می‌کنند.

این مهم به راننده اجازه می‌دهد تا بیشتر حواسش را معطوف به جاده کند تا تعویض دنده و گرفتن کلاچ! با پایین آوردن پدال گاز، مبدل گشتاور داخلی تغییر را حس می‌کند و به طور خودکار به دنده پایین تغییر می‌کند. تمام فرآیند کار به غیر از اعمال پدال گاز، به صورت خودکار انجام می‌شود.

علائم خرابی سیستم انتقال قدرت خودرو

نشانه‌های خرابی سیستم انتقال نیرو به شرح زیر هستند:

سر و صدای گوش خراش

آیا هنگام حرکت خودرو صدای دنگ دنگ یا کشیده شدن فلزی روی فلزی شنیده می‌شود. باید بدانید که این مسئله در اتومبیل‌های دنده دستی رخ می‌دهد و اغلب نشان دهنده سطح پایین مایع انتقال قدرت یا روغن گیربکس است. این مشکل احتمالاً به آسیب دیدگی چرخ دنده ها یا یاتاقان مربوط می‌شود.

بوی سوختگی هنگام حرکت

اگر از خودرو بوی سوختگی بلند می‌شود، زمان آن است که صفحه کلاچ تعویض شود. بوی سوختگی می‌تواند ناشی از گرم شدن بیش از حد روغن گیربکس باشد. معمولاً این مشکل به دلیل نشت روغن گیربکس یا کم شدن مقدار آن اتفاق میفتد. همیشه باید سطح و وضعیت روغن گیربکس بررسی شود.

نشت روغن گیربکس

روغن گیربکس رنگی قرمز دارد، بنابراین دیدن این روغن به معنای نشت مایع انتقال قدرت است. دلایل نشت روغن گیربکس اغلب شامل خرابی واشرها یا مهر و موم محفظه گیربکس، خرابی چرخ دنده، آسیب دیدن کاسه نمد و پایین آمدن سطح روغن گیربکس هستند.

سخت جا رفتن دنده

این مشکل هم در خودروی دستی و هم اتوماتیک دیده می‌شود. در نوع دستی، سخت جا رفتن دنده مهمترین نشانه و در نوع اتوماتیک، تغییر ناگهانی دنده مهمترین دلیل برای این مشکل هستند. دلایل دیگر سخت جا رفتن دنده اغلب شامل نشتی روغن گیربکس، خرابی تغییر دهنده دنده، فرسودگی و شکستن قطعات داخلی است.

حرکت نکردن خودرو با دنده

مشکل دیگری که به خرابی سیستم انتقال قدرت مربوط می‌شود، روی دنده بودن و عدم حرکت خودرو است. دلیل این مشکل به خاطر کم شدن سطح روغن گیربکس است! دلایل کاهش سطح روغن اغلب شامل نشت روغن، تعویض نکردن به موقع روغن (دیر عوض کردن) شکستن دریچه مخصوص روغن هستند.

درست کار نکردن کلاچ

اگر راننده در هنگام کلاچ گرفتن مجبور شود پای خود را زیاد بالا یا پایین بیاورد، این مشکل ممکن است ناشی از خرابی گیربکس باشد. در این هنگام اولین کاری که باید انجام دهید، تنظیم مجدد سیستم تنظیم کننده کلاچ است. اگر احساس شود کلاچ پایین است، دلیل مشکل ممکن است ناشی از نشت مایع هیدرولیک و مشکل در اتصالات سیستم هیدرولیک باشد.

نکته: یکی از دلایل روشن شدن چراغ چک می‌تواند ناشی از مشکل در سیستم انتقال قدرت باشد. بنابراین، مهم است بعد از روشن شدن چراغ چک، خودرو را نزد مکانیک مجرب ببرید.

زمان تعویض سیستم انتقال قدرت در خودرو

سیستم انتقال قدرت را می‌توان بر حسب موارد زیر تعویض کرد:

میزان کارکرد سیستم

یکی از مهمترین عوامل تعویض قطعه در سیستم انتقال قدرت، سن و کارکرد خودرو است. گیربکس های اتوماتیک معمولاً بین 130 هزار تا 250 هزار کیلومتر از کار میفتند. گیبرکس های دستی حتی زودتر از انواع اتوماتیک خراب می‌شوند، به خصوص وقتی به درستی تحت تعمیر و نگهداری قرار نگیرند. اگر گیربکس بیش از 250 هزار کیلومتر کار کرده باشد، بهتر است تعویض شود.

تاریخچه تعمیر

هنگام تصمیم گیری در مورد تعویض، سابقه تعمیر قسمت های مختلف سیستم انتقال قدرت اعم از پلوس، میل گاردان، گیربکس یا دیفرانسیل را در نظر بگیرید. اگر سیستم انتقال با یک مشکل شدید و همیشگی روبرو است، تعمیر می‌تواند به معنای پول دور ریختن باشد. اگر گیربکس در 12 ماه گذشته چندین مشکل مختلف را تجربه کرده باشد، بهتر است به تعویض آن اقدام کنید.

شرایط کلی خودرو

وضعیت کلی خودرو را در نظر بگیرید. اگر ماشین قدیمی دارید که بیش از 250 هزار کیلومتر کار کرده است و نیاز به تعمیر و نگهداری اضافی دارد، بهتر است گیربکس را تعویض کنید. مشاهده هرگونه علائم ناشی از خرابی در هر قسمت از سیستم انتقال قدرت می‌تواند به معنای تعویض قسمت مورد نظر یا تعویض کل سیستم باشد.

کلام آخر

سیستم انتقال قدرت یکی از مهمترین قسمت‌ها و اجزای خودرو است. عملکرد اصلی و حرکت خودرو وابسته به نحوه کارکرد صحیح سیستم انتقال قدرت است. درک صحیح از نحوه کارکرد و بررسی علائم خرابی این قسمت از اتومبیل، می‌تواند به معنای نجات خودرو از خرابی بیشتر و صرف هزینه زیاد باشد.