چرا دنده های زیادی در گیربکس های اتوماتیک وجود دارد؟
چرا دنده های زیادی در گیربکس های اتوماتیک وجود دارد؟
بنابراین از منظر راحتی رانندگی و کارایی، بله، دنده های بیشتر تقریبا همیشه بهتر هستند. متأسفانه، در دنیای واقعی عوامل بسیار بیشتری وجود دارد که باید در نظر گرفته شود. اما فناوریهای جدید و پیشرفتهای تولیدی بهطور مداوم قیمتهایی از این قبیل را کاهش میدهند، بنابراین کاملاً ممکن است در آینده نزدیک شاهد خودروهای مقرونبهصرفه با هشت دنده یا بیشتر باشیم.
این همه چرخ دنده چیست؟
از زمانی که گیربکس های اتوماتیک تبدیل به یک چیز شدند، روند ثابتی برای افزایش تعداد دنده ها در گیربکس های اتوماتیک وجود داشته است. بدیهی است که دلیلی برای آن وجود دارد: تولیدکنندگان خودرو فقط برای تحقیق و توسعه پول خرج نمیکنند تا بدون دلیل قطعات (و هزینه) بیشتری را به محصولات خود اضافه کنند. از جنبههای سرمایهداری خالص صنعت خودرو میتوان نتیجه گرفت که دندههای بیشتر بهتر هستند.
گیربکس چگونه کار می کند
برای اینکه بفهمید چرا داشتن دنده های بیشتر برای تجربه رانندگی مفید است، ابتدا باید کمی در مورد نسبت دنده ها بدانید. گفتنی است، اگر درک اولیه ای از نحوه کار دنده ها بر روی دوچرخه کوهستان دارید، احتمالاً می توانید از این موضوع صرف نظر کنید. اگر نه، برای یک توضیح فوق العاده ساده آماده شوید.
دوچرخه کوهستان فوق را تصور کنید. اگر چرخ دنده ای که به پدال های شما وصل شده است به اندازه چرخ دنده متصل به چرخ باشد، هر چرخش کامل پدال ها باعث چرخش کامل چرخ می شود. این نسبت دنده یک به یک (1:1) است. حال، اگر دندانه روی پدال ها نصف اندازه دندانه دار روی چرخ باشد (2:1)، چرخ به ازای هر چرخش کامل پدال ها، دو چرخش کامل انجام می دهد. این بدان معناست که دوچرخه در هر چرخش کامل پدالها دو برابر بیشتر از نسبت 1:1 زمین را پوشش میدهد.
این عالی به نظر می رسد، اما یک معامله وجود دارد. چرخاندن چرخ با نسبت 2:1 بسیار سخت تر از نسبت 1:1 است. از طرف دیگر، میتوانید نسبت را برعکس کنید تا دنداندنده پدال دوبرابر اندازه چرخدنده باشد، که پدال زدن آن را بسیار آسانتر میکند. معاوضه این است که شما زمین کمتری را برای هر پدال می پوشانید – حالا پدال ها باید دو دور چرخش کامل کنند تا چرخ یک دور چرخش را کامل کند.
چرا خودروها به چرخ دنده نیاز دارند؟
مثال بالا اساساً نحوه کار دنده ها در یک گیربکس را نشان می دهد، اگرچه کمی پیچیده تر از چرخ دنده های با اندازه های مختلف است. از گیربکس خودرو استفاده میشود تا در سرعتهای پایینتر، ضریب دنده، حرکت موتور را آسانتر کند. هنگامی که خودرو به سرعت حرکت کرد، گیربکس را می توان به یک دنده بالاتر تغییر داد تا از نیروی تولید شده بهینه تر استفاده کند و به سرعت های بالاتری دست یابد. این در موتورهای احتراقی سنتی ضروری است، زیرا آنها اغلب فاقد گشتاور هستند تا وسیله نقلیه را از حالت سکون و بدون توقف حرکت کنند .
وسایل نقلیه موتور احتراق داخلی استاندارد (مساله برای وسایل نقلیه تمام الکتریکی کمی متفاوت است) برای کار کردن باید RPM (دور در دقیقه) را حفظ کنند. اگر دور در دقیقه خیلی کم شود، موتور از کار می افتد. اگر دور در دقیقه خیلی زیاد شود، آسیب جدی به موتور وارد می کند. گیربکس به شما این امکان را می دهد که بدون تغییر سرعت واقعی خودرو، آن RPM را در محدوده عملیاتی نگه دارید.
بنابراین، چرا چرخ دنده های بیشتر بهتر هستند؟
دو دلیل اصلی که داشتن دنده بیشتر بهتر است – در صورت استفاده صحیح – کارایی و راحتی رانندگی است. اکنون با دانستن اینکه چگونه دنده ها در پیشرانه یک وسیله نقلیه نقش دارند، دو وسیله نقلیه را تصور کنید که به جز گیربکس یکسان هستند. یکی گیربکس سه سرعته و دیگری گیربکس هفت سرعته. مقدار گشتاور و تکانه مورد نیاز برای دستیابی به نسبت 1:1 صرف نظر از تعداد دنده های موجود یکسان است.
تفاوت این است که در حالی که یک وسیله نقلیه فقط سه دنده دارد تا به 1:1 برسد، دیگری پنج یا شش دنده دارد (1:1 به ندرت بالاترین دنده در گیربکس های مدرن است). این بدان معناست که وسیله نقلیه میتواند نرمتر از میان دندهها حرکت کند و برای رسیدن به دنده بعدی نیازی به بالا بردن دور موتور نیست. برای گیربکس های اتوماتیک، جایی که راننده نیازی به تعویض دنده خود ندارد، این امر به ویژه مطلوب است.
مشکل چی بود؟
اکنون میدانیم که دندههای بیشتر معمولاً بهتر هستند، پس چرا در تمام مدت گیربکس هشت سرعته نداشتیم؟ پاسخ ساده تکنولوژی است. مشکل آشکار وجود اجزای بیشتر برای کنترل وجود دارد که کار را پیچیدهتر از دندههای کمتر میکند و در نتیجه موارد کمتری را که ممکن است اشتباه پیش برود، وجود دارد. اما شاید مهمتر از آن مسائلی در مورد اندازه و وزن وجود دارد.
در وسایل نقلیه قبلی، فرآیندها و تکنیک های ساخت به سادگی در حد وظیفه ساخت قطعات کوچک مورد استفاده در گیربکس های مدرن نبود. گیربکس اتوماتیک با هشت دنده که با استفاده از تکنیک های تولیدی از سال 1970 ساخته شده است، غیرقابل اجرا سنگین و بزرگ خواهد بود تا جایی که مزایای چهار یا پنج دنده اضافی کاملاً تحت الشعاع بار اضافی خود گیربکس قرار می گیرد. ناگفته نماندن جنبه های فنی مهندسی دهه 1970 احتمالاً به این معنی است که یک گیربکس هشت سرعته نسبت به نسخه های سه سرعته روز قابل اعتمادتر است.
با حرکت به سمت زمان های اخیر، هزینه برای مصرف کننده عامل بزرگ تری است. سازندگان میتوانند گیربکسهای اتوماتیک با دندهها را به شکل دو رقمی بسازند (و آنها هستند) که برای استفاده در یک خودروی معمولی امکانپذیر است، اما هزینههای بسیار گرانی که در انجام این کار وجود دارد به این معنی است که بازار برای آن نوع گیربکس محدود میشود. با این حال، مانند تمام فناوریها، هزینههای تولید با گذشت زمان کاهش مییابد.
امروزه گیربکسهای اتوماتیک با ده دنده یا بیشتر در حال تبدیل شدن به واقعیت هستند و افزایش کارایی و راحتی رانندگی که این گیربکسها به ارمغان میآورند در حال فیلتر شدن برای مصرفکننده عادی است. البته پیچیدگی چنین شگفتی های مهندسی نیز افزایش می یابد. رایانههایی که برای کنترل این انتقالها استفاده میشوند، پیچیدهتر (و گرانتر) هستند، و اگر تا به حال مجبور شدهاید با رایانهای باگ سر و کار داشته باشید، ممکن است بتوانید از مشکلاتی که این کنترلکنندههای پیچیده ایجاد میکنند قدردانی کنید.