درسنامه آموزشی تعمیر جعبه دنده و دیفرانسیل کلاس یازدهم مکانیک خودرو

واحد یادگیری 2 (شایستگی تعمیر جعبه‌دنده‌های معمولی (دستی)

مقدمه

سیستم انتقال قدرت خودرو با دریافت توان از موتور از طریق کلاچ و تغییرات دور و گشتاور مورد نیاز براساس تصمیم راننده (یا شرایط جاده و خودرو) زمینه رانندگی مناسب را ایجاد می‌کند. آشنایی با ساختار انواع جعبه دنده‌ها و دیفرانسیل‌ها در خودروهای جلومحرک و عقب‌محرک و انجام تعمیرات لازم و به موقع، موجب کاهش استهلاک و هزینه نگهداری در طول عمر خودرو می‌شود.

استاندارد عملکرد

هنرجویان در پایان این فصل می‌توانند مراحل عیب‌یابی و رفع عیب مجموعه جعبه‌دنده‌های جلو‌محرک و عقب‌محرک را انجام دهند.

وظیفه، ساختمان، انواع و عملکرد جعبه دنده دستی خودرو

به شکل زیر توجه کنید و به سؤالات زیر پاسخ دهید.

1- در حدود چه دوری منحنی گشتاور کم می‌شود؟ (گشتاور کاهش پیدا می‌کند)
2- توان موتور در چه دوری کم می‌شود؟
3- منحنی سبزرنگ، شاخص چیست؟
4- به نظر شما بهترین محدوده دور در نمودار شکل 1-2، در چه بازه‌ای است؟

وظیفه جعبه‌دنده

وظیفه اصلی جعبه‌دنده، ایجاد تغییرات مناسب دور و گشتاور موتور و انتقال به خط انتقال قدرت با توجه به شرایط رانندگی است. این کار با مدیریت راننده و یا به صورت اتوماتیک انجام می‌شود.

انواع جعبه‌دنده

نمودار زیر انواع جعبه‌دنده‌ها را نشان می‌دهد.

اتوماتیک بودن یا نبودن جعبه دنده به انجام عمل «تعویض دنده» و «درگیری کلاچ برای شروع حرکت» ارتباط دارد. اگر هر دو عمل توسط راننده انجام شود جعبه‌دنده دستی (معمولی) و اگر هر دو عمل به‌صورت اتوماتیک انجام شود به آن جعبه‌دنده اتوماتیک می‌گویند.

با توجه به توضیحات بالا و راهنمایی هنرآموز، نام هر نوع جعبه‌دنده را زیر تصاویر شکل 2-2 درج کنید.

جعبه‌دنده DCT

..................................................

جعبه‌دنده اتوماتیک-CVT

جعبه‌دنده اتوماتیک-AT

جعبه‌دنده-DCT

در این کتاب فقط جعبه‌دنده‌های دستی مورد بررسی قرار خواهد گرفت و در سطوح بالاتر انواع دیگر جعبه‌دنده‌ها بررسی خواهند شد.

اجزای جعبه‌دنده دستی

چرخ دنده

اصلی‌ترین و پرکاربردترین قطعات در جعبه‌دنده‌های دستی چرخ‌دنده‌ها می‌باشند؛ که قابلیت آن‌ها انتقال دور و گشتاور و همچنین تغییر در مقدار دور و گشتاور و جهت آن است. برای انتقال دور و گشتاور، حداقل به دو چرخ‌دنده نیاز است. با توجه به شکل 3-2 چرخ‌دنده‌ای که به محور ورودی متصل است، چرخ‌دنده محرک (چرخ‌دنده نیرو دهنده) و چرخ‌دنده‌ای که به محور خروجی متصل است چرخ دنده متحرک (چرخ‌دنده گیرنده نیرو) نام دارد.

انواع چرخ‌دنده

چرخ‌دنده‌های مورد استفاده در سیستم انتقال قدرت به روش‌های مختلف دسته‌بندی می‌شوند شکل 4-2 دو نوع مهم دسته‌بندی را نشان می‌دهد.

نسبت دنده

شکل 6-2 درگیر بودن دو چرخ‌دنده را نشان می‌دهد. یکی از راه‌های محاسبه نسبت تبدیل دور و گشتاور بین دو دنده به دست آوردن دنده آن‌ها می‌باشد.

$i = \frac{{{z_2}}}{{{z_1}}}$ و $i = \frac{{{n_1}}}{{{n_2}}}$

$i$: نسبت دنده
${n_1}$: تعداد دوران چرخ‌دنده محرک برحسب rpm
${n_2}$: تعداد دوران چرخ‌دنده متحرک برحسب rpm
${{z_1}}$: تعداد دندانه‌های چرخ دنده محرک
${{z_2}}$: تعداد دندانه‌های چرخ دنده متحرک

شکل 7-2 ایجاد انواع نسبت دنده توسط یک زوج چرخ دنده ساده

مسیر انتقال توان در جعبه‌دنده

تصاویر شکل 9-2 مسیر انتقال توان در جعبه‌دنده عقب محرک را به‌صورت کلی نشان می‌دهد.

تصاویر شکل 10-2 مسیر انتقال توان در جعبه‌دنده جلو محرک را به‌صورت کلی نشان می‌دهد.

مجموعه گرداننده نهایی ودیفرانسیل در جعبه دنده‌های جلو محرک

با توجه به اینکه در خودروهای جلو محرک، گشتاور باید به چرخ‌های جلو منتقل شود. بنابراین مجموعه‌ای لازم است که متناسب با شرایط حرکت خودرو، گشتاور خروجی از جعبه‌دنده را بین چرخ‌ها توزیع کند. نام این مجموعه گرداننده نهایی و دیفرانسیل است.

شکل 12-2 اجزای کلی دیفرانسیل را نشان می‌دهد.

مکانیزم هماهنگ‌کننده (سنکرونیزه)

ملاحظه می‌شود اگر بخواهیم 2 محور هم راستا را هم دور کنیم، نباید این عمل را به‌صورت ناگهانی انجام دهیم، مجموعه هماهنگ‌کننده وظیفه هم دور کردن 2 محور را با حداقل ضربه و صدمه بر عهده دارد.

انواع مجموعه هماهنگ‌کننده:

با توجه به تعدد سیستم‌های سنکرونیزور و پرهیز از افزایش مطالب تئوری در این کتاب فقط یک نوع سیستم هماهنگ‌کننده مورد بررسی قرار خواهد گرفت و به سایر انواع اشاره مختصر خواهد شد.

شکل 16-2 اجزای سیستم سنکرونیزور از نوع خار موشکی را نشان می‌دهد.

مکانیزم تعویض دنده

برای انتقال نیروی دست راننده جهت تعویض دنده به مجموعه اهرم‌بندی تعویض دنده نیاز است. شکل 18-2 دو نوع از این اهرم‌بندی‌ها را نشان می‌دهد.

ارتباط جعبه‌دنده با سایر سیستم‌های خودرو

نمودار زیر مهم‌ترین سیستم‌های مرتبط با مجموعه جعبه‌دنده را نشان می‌دهد.

روش‌های آزمایش ایستایی و حرکتی جعبه‌دنده معمولی

روش نشتی‌سنجی: به مطالب بخش تعویض روغن جعبه‌دنده در کتاب سرویس و نگهداری خودروی سواری مراجعه شود.

روش بررسی گشتاور اتصالات: به مطالبب خش تعویض روغن جعبه‌دنده در کتاب سرویس و نگهداری خودروی سواری مراجعه شود.

روش بررسی صدای غیر عادی در جعبه‌دنده

مطابق کتاب راهنمای تعمیرات خودرو، پس از انجام مراحل آماده‌سازی (استفاده از جک بالابر) وجود صدا در حالت‌های مختلف بررسی می‌شود.

در حالت موتور روشن و ایستایی خودرو و با فشردن پدال کلاچ و یا رها نمودن آن به تغییرات صدا توجه شود. سپس با فشردن پدال کلاچ و با تعویض دنده به وضعیت جا رفتن دنده‌ها توجه شود. همچنین با قرار دادن دسته دنده در حالت یک دنده و گرفتن کلاچ به صدای غیرعادی توجه شود. (گیرپاژ بودن سر شفت داخل بوش میل‌لنگ)

نشانه عیب	دلایل احتمالی	رفع عیب
در حالت خلاص کار کردن جعبه‌دنده صدا تولید می‌شود و با گرفتن کلاچ صدا قطع می‌شود.	- بلبرینگ شفت ورودی، یا بلبرینگ زیر (جعبه دنده عقب محرک) معیوب است. - روغن جعبه دنده کم است. - بلبرینگ سوزنی و یا بوش برنجی دنده‌های روی شفت اصلی سائیده و یا معیوب است.	- بلبرینگ شفت ورودی و یا شفت زیر تعویض گردد. - روغن جعبه‌دنده بازدید و پر شود. - یاتاقان‌های دنده‌ها روی شفت اصلی بررسی و تعویض گردند.
هنگام درگیری دنده در زمان شروع حرکت و یا هنگام تعویض دنده در حرکت صدا تولید می‌کند.	- مجموعه کلاچ معیوب است. - مجموعه سنکرونیزه دنده‌ای که هنگام درگیری صدا می‌دهد معیوب است. - بوش ته میل‌لنگ که شفت ورودی داخل آن می‌باشد گیرپاژ است. - روغن جعبه‌دنده کم است.	قطعه مورد نظر تعمیر و یا تعویض شود.
دنده‌ها به سختی جا می‌روند.	- مجموعه کلاچ معیوب است. - مکانیزم تعویض دنده معیوب است. - مکانیزم مجموعه ماهک‌ها معیوب است. - روغن جعبه‌دنده کم است.	قطعه مورد نظر تعمیر و یا تعویض شود.
یک دنده خاص به سختی جا می‌رود.	- مکانیزم تعویض دنده معیوب است. - ماهک دنده مورد نظر معیوب (خمیده) است. - فنر ساچمه یا مکانیزم محدودکننده ماهک دنده مورد نظر معیوب است. - سیستم سنکرونیزه دنده موردنظر معیوب است.	قطعه مورد نظر تعمیر و یا تعویض شود.
در جعبه‌دنده عقب محرک در تمام دنده‌ها غیر از دنده 4 (مستقیم) جعبه‌دنده صدا دارد.	- یاتاقان‌های شفت ورودی و یا محور زیر معیوب است. - یاتاقان شفت خروجی معیوب است.	قطعه مورد نظر تعمیر و یا تعویض شود.
در جعبه‌دنده عقب محرک در یک دنده خاص صدای زوزه می‌آید.	- دنده مورد نظر تیز کرده و یا یاتاقان سوزنی و بوش برنجی دنده مورد نظر بر روی شفت اصلی معیوب است. - بلبرینگ شفت خروجی معیوب است.	قطعه مورد نظر تعمیر و یا تعویض شود.
در جعبه دنده جلومحرک در یک دنده خاص صدای زوزه می‌آید.	- دنده مورد نظر تیز کرده و یا یاتاقان سوزنی و یا بوش برنجی دنده مورد نظر بر روی شفت اصلی معیوب است.	قطعه مورد نظر تعمیر و یا تعویض شود.
یک دنده خاص در حین حرکت بیرون می‌زند.	- چنگک دنده (بچه دنده) معیوب است - سیستم سنکرونیزه دنده مورد نظر معیوب است. - تکیه‌گاه پشت دنده مورد نظر سائیدگی و لقی دارد. مهره پشت بلبرینگ شفت خروجی (جعبه‌دنده عقب محرک) شل شده دنده مورد نظر روی شفت اصلی لقی بیش از حد دارد. سیستم میل‌ماهک و ماهک معیوب است.	قطعه مورد نظر تعمیر و یا تعویض شود.

روش بررسی عملکرد چراغ دنده عقب: روی پوسته جعبه‌دنده یک میکروسوییچ فشنگی دنده عقب نصب می‌گردد که با قرار گرفتن دسته دنده در وضعیت دنده عقب این سوییچ فعال می‌شود. شکل 21-2 یک نوع از این میکروسوییچ‌ها را نشان می‌دهد.

روش بررسی میکروسوییچ: برای این کار با مراجعه به کتاب راهنمای تعمیرات، مدار الکتریکی میکروسوییچ بررسی شود. روش عمومی کنترل به شرح زیر می‌باشد. سوییچ اصلی در وضعیت IGN قرار گیرد (باز شود) اگر در وضعیت دنده عقب، چراغ دنده عقب روشن نشود. کانکتور مربوطه جدا شود و با استفاده از یک سیم، دو پایه آن به هم متصل شود. در صورت روشن شدن چراغ دنده عقب، میکروسوییچ باید تعویض شود.

روش بررسی مکانیزم تعویض دنده: معمولاً دو نوع مشکل در این مکانیزم‌های تعویض دنده مشاهده می‌شود. یکی لقی بیش از حد و دیگری سفت بودن حرکت مکانیزم

روش بررسی حسگر خودرو: حسگر سرعت خودرو دارای یک چرخ‌دنده پیستون محرک می‌باشد. این حسگر بر روی پوسته جعبه‌دنده نصب می‌شود و چرخ‌دنده محرک آن با دنده حلزونی موجود بر روی شفت خروجی جعبه‌دنده (عقب محرک) یا با دنده حلزونی کرانویل (جلومحرک) درگیر می‌باشد.

روش بررسی جعبه‌دنده در حال حرکت

روش بررسی در حال حرکت: با مراجعه به کتاب راهنمای تعمیرات، خودرو مربوطه برای مراحل مختلف این آزمایش را استخراج کنید.

با حرکت درآوردن خودرو در یک مسیر امن، بیرون زدن دسته دنده از وضعیت خود، صدای غیرعادی، لرزش دسته دنده و عملکرد حسگر سرعت مراحل تعویض دنده از لحاظ راحتی تعویض و صدا بررسی می‌شود.

آزمایشات عیب‌یابی ایستایی و حرکتی مکانیزم تعویض دنده و جعبه‌دنده

ابزار و تجهیزات: خودرو- جک بالابر دو ستون- کتاب راهنمای تعمیرات- جعبه ابزار مکانیکی

روش رفع عیوب جعبه‌دنده بدون باز کردن آن

در صورت وجود نشتی و شل بودن اتصالات پیچ و مهره‌ای، با استفاده از تورک‌متر و تعیین گشتاور مجاز از روی کتاب راهنمای تعمیرات خودرو، اقدام به گشتاورسنجی می‌کنیم.

نشتی و لرزش بدنه:

پس از برطرف کردن نشتی و یا در صورت کم بودن سطح روغن موجود در جعبه‌دنده، مطابق کتاب راهنمای تعمیرات خودرو، پس از انتخاب روغن مناسب آن را تا سطح موردنظر پر می‌کنیم. روش کار در کتاب سرویس و نگهداری به صورت کامل توضیح داده شده است. (شکل 23-2) در صورت وجود لرزش در مجموعه جعبه‌دنده، دسته‌های نگهدارنده جعبه‌دنده بررسی و در صورت لزوم تعویض شود. شکل 24-2 محل دسته‌های نگهدارنده جعبه‌دنده در یک خودرو را نشان می‌دهد.

مکانیزم تعویض دنده و لرزش اهرم دست دنده: در صورتی که لقی و جابه‌جایی اهرم دست دنده جابه‌جایی و خلاصی بیش از حد داشته باشد و در زمان تعویض اهرم دست دنده در جای معمول خود قرار نگیرد و یا دنده به سختی درگیر شود در این موارد با توجه به متنوع بودن مکانیزم‌های تعویض دنده، لازم است با مراجعه به کتاب راهنمای تعمیرات خودرو، از عملکرد مکانیزم مربوطه مطلع شد؛ و در صورت امکان تنظیمات لازم را انجام داده و اگر تنظیماتی توصیه نشده باشد، قطعه معیوب اهرم‌بندی تعویض‌دنده تعویض گردد.

پس از اطمینان از خرابی میکروسوییچ دنده عقب و یا حسگر سرعت؛ با توجه به راهنمای تعمیرات، اقدام به تعویض میکروسوییچ دنده عقب و حسگر سرعت می‌کنیم. شکل 26-2 روش تعویض را نشان می‌دهد.

روش باز کردن انواع جعبه‌دنده از روی خودرو

پس از تحلیل نتایج آزمایش‌ها و اطمینان از نیاز به بازکردن مجموعه جعبه‌دنده، جهت رفع عیب و انجام تعمیرات اقدام به باز کردن جعبه‌دنده از روی خودرو می‌کنیم.

روش باز کردن جعبه‌دنده در خودروهای جلو محرک و عقب محرک متفاوت است.

روش بازکردن جعبه‌دنده خودروی عقب‌محرک

مراحل آماده‌سازی مطابق کتاب راهنمای تعمیرات خودرو اجرا شود. شکل 27-2 انواع جک نگهدارنده جعبه‌دنده را نشان می‌دهد.

با توجه به اینکه نکات مربوط به بازکردن در خودروهای مختلف، متفاوت است، بنابراین لازم است به کتاب راهنمای تعمیرات خودروی مربوطه مراجعه شود. در اینجا برخی از این نکات به صورت تصویر ارائه می‌شود.

روش بازکردن جعبه‌دنده خودروی جلو محرک

مراحل آماده‌سازی مطابق کتاب راهنمای تعمیرات خودرو اجرا شود.

با توجه به اینکه نکات مربوط به بازکردن در خودروهای مختلف، متفاوت است، بنابراین لازم است به کتاب راهنمای تعمیرات خودروی مربوطه مراجعه شود. در اینجا برخی از این نکات به صورت تصویر ارائه می‌شود.

باز کردن جعبه‌دنده از روی خودرو

ابزار و تجهیزات: خودرو- جک بالابر دو ستون- کتاب راهنمای تعمیرات- جعبه ابزار مکانیکی- جک نگهدارنده جعبه‌دنده- ابزار مخصوص- آچاربکس پنوماتیکی- مخزن جمع‌آوری روغن- استند تعمیرات جعبه‌دنده- جک و ابزار نگهدارنده موتور

روش بازکردن اجزای انواع جعبه‌دنده و روش بررسی اجزای آن

پس از بازکردن جعبه‌دنده و با توجه به چک لیست تعمیرات، لازم است اجزای جعبه‌دنده مورد بررسی قرار گیرد؛ و در صورت لزوم، قطعات معیوب تعویض گردد.

قبل از بررسی، لازم است قطعات با مواد شوینده مناسب شست‌وشو شوند.

در صورتی که جعبه‌دنده جلو محرک باشد اجزای دیفرانسیل نیز باید بررسی شوند.

روش بستن اجزای جعبه‌دنده

پس از بررسی قطعات و اطمینان از سالم بودن (و یا تعویض قطعات معیوب)، اجزای جعبه‌دنده را روی پوسته می‌بندیم. روش بستن، معمولاً برعکس مراحل بازکردن است.

نکات عمومی مهم در بستن اجزای جعبه‌دنده

- استقرار صحیح فنرهای خار موشکی سیستم سنکرونیزه 
- لقی محوری و شعاعی دنده‌ها بر روی شفت مربوطه 
- خارهای لوله‌ای شکاف‌دار (پین‌های ضامن) نگهدارنده میل‌ماهک به ماهک 
- خوردگی لبه‌های ماهک‌ها بر روی کشویی 
- باز بودن مسیر کانال‌های ارسال روغن 
- تنظیم پیش بار رولبرینگ‌های شفت‌ها با شیم‌گذاری 
- شیم‌گذاری برای تنظیم لقی محوری شفت‌ها 
- هم‌راستایی موقعیت کشویی، ماهک و پوسته جعبه‌دنده

باز کردن اجزا، بررسی و بستن اجزای جعبه‌دنده

ابزار و تجهیزات: کتاب راهنمای تعمیرات- جعبه ابزار مکانیکی- ابزار مخصوص- استند تعمیرات جعبه دنده- لوازم یدکی- محور کمکی مجموعه کلاچ

روش بستن جعبه‌دنده روی خودرو

همان‌طور که قبلاً گفته شد، عموماً روش بستن برعکس مراحل بازکردن می‌باشد.

نکات مهم که قبل از بستن جعبه‌دنده روی خودرو باید بررسی شود:

- مجموعه کلاچ، کاسه نمد انتهای میل‌لنگ، فلایویل و دنده فلایویل بررسی و در صورت لزوم اقدامات لازم انجام شود (به بخش کلاچ مراجعه کنید).
- دسته موتورها و تکیه‌گاه جعبه‌دنده بررسی، و در صورت لزوم تعویض شوند.
- در جعبه‌دنده جلومحرک، بررسی مجموعه پلوس و در جعبه‌دنده عقب‌محرک، بررسی کشویی و چهارشاخه انجام شود. (شکل 36-2)

1- ................................

2- بررسی دسته نگهدارنده جعبه‌دنده 

3- .............................................

4- ..............................................

با توجه به کتاب راهنمای تعمیرات، در صورت وجود تنظیمات برای مکانیزم تعویض دنده، بعد از نصب تنظیمات لازم انجام شود.

بستن انواع جعبه‌دنده روی خودرو

ابزار و تجهیزات: کتاب راهنمای تعمیرات- جعبه ابزار مکانیکی- ابزار مخصوص- استند تعمیرات جعبه‌دنده- لوازم یدکی- روغن جعبه‌دنده