گيربكس هاي فوق سرعت(اوردرايو)

[M.Schumacher]

اوردرايو چيست؟
وقتي گيربكس هاي استاندارد را در دنده بالا قرار مي دهيم نسبت بين دوران ميل لنگ و محور خروجي گيربكس يك به يك است.در جاده هاي سرازيري در صورتيكه موتور اتومبيل قدرت كافي را داشته باشد و سرعت نيز در حد معقولي باشد موتور قادر خواهد بود كه اتومبيل را با نسبت تبديل كمتر از واحد نيز به حركت در آورد.براي اين منظور در بعضي از اتومبيل ها وسيله اي بنام گيربكس اوردرايو پيش بيني شده است.
گيربكس اوردرايو يا فوق سرعت يك سيستم مكانيكي است كه بانتهاي گيربكس معمولي يا استاندارد بسته مي شود.محور خروجي گيربكس محور ورودي اوردرايو را به حركت در مي آورد.در گيربكس اوردرايو چند وسيله از جمله يك مجموعه دنده سياره اي وجود دارند كه با آنها مي توان نسبت تبديل پايين مثل 7/0
يا يك را بدست آورد.
ارزش يك اوردرايو
يكي از مزاياي مهم اوردرايو در آن است كه با استفاده از آن مي توان با ثابت نگهداشتن سرعت اتومبيل دوران موتور آنرا تا حدود 30 درصد تنزل داد طبعا كاهش دوران موتور مصرف بنزين را پايين آورده و عمر آنرا افزايش مي دهد.اوردرايو با توجه به صحت عوامل زير عمل رضايت بخشي را ارائه خواهد كرد:

1-موتور اتومبيل قدرت كافي را داشته باشد
2-سرعت اتومبيل در حد كافي باشد
3-جاده تقريبا مسطح يا سرازير باشد.

استفاده از اوردرايو به خودي خودموجب تضمين سرعت حداكثر نخواهد بود.با افزايش سرعت اتومبيل مقاومت باد به سرعت زياد مي شود.در سرعت هاي خيلي زياد مقاومت ناشي از باد را مي توان با اثر بازدارندگي در يك سربالايي شيب تند قابل قياس دانست.در اين موقع است كه ديگر نمي توان دنده بالا يا اوردرايو را يك امتياز محسوب آورد و بايستي براي كار صحيح موتور اتومبيل را به يك دنده پايين تر منتقل ساخت.
حامل پينيونهاي سياره اي
محور خروجي گيربكس استاندارد كمي بلند ساخته شده است تا بتواند با داخل شدن در محفظه اوردرايو با مكانيزم موجود در آن درگير شود.انتهاي محور خروجي گيربكس كه به صورت يك هزار خار است ، حامل سياره اي و 3 دنده پينيون واقع بر آن را بدوران در مي آورد.
حامل سياره از اين جهت با اين نام خوانده مي شود كه باعث مي شود دنده هاي پي نيون بكمك آن در يك مدار دايره اي بدور يك دنده خورشيدي مركزي حركت كنند.
دنده خورشيدي
مجموعه دنده خورشيدي بر روي محور خروجي نصب شده است.اين مجموعه در يك انتهاي خود داراي دنده هاي مارپيچي است كه با پينيونها درگير مي شودو به اين قسمت از مجموعه دنده خورشيدي گفته مي شود.
در انتهاي ديگر مجموعه يك دنده مارپيچي وجود دارد كه با دندانه هاي دنده توقف درگير است.در هنگام ضرورت مي توان دنده خورشيدي را به كمك شيطاني كه اين دنده را در محل خود متوقف ميسازد از دوران باز داشت.
بر روي مجموعه يك دسته دنده ديگر كه مشابه دندانه هاي قسمت خورشيدي آن هستند تراشيده شده اند. همچنيين بر روي مجموعه فلانچ شيار داري تراشيده شده است كه با استقرار يك ماهك در آن، مي توان مجموعه زا به طرف حامل سياره اي حركت داده و آنرا با دندانه هاي داخلي حامل درگير ساخت. وبا اين عمل مجموعه خورشيدي و حامل سياره اي را به هم قفل كرد.
لازم بتذكر است كه حتي وقتي مجموعه خورشيدي از درگيري با حامل سياره اي آزاد شده و از آن دور شده است قسمت خورشيدي آن با پينيونها در تماس دائم است.
طرز استفاده از مجموعه دنده سياره اي براي تهيه نسبت اوردرايو
وقتي شيطانك دنده توقف را از حركت باز ميدارد دنده خورشيدي نيز در محل خود متوقف مي شود. در اين حالت حامل سياره اي كه بوسيله محور خروجي گيربكس استاندارد چرخانده مي شود موجب مي شود كه پي نيونها بدور دنده خورشيدي به حركت درآيند از آنجا كه پي نيونها با دنده حلقه اي درگير هستند اين دنده با سرعتي بيشتر حامل سياره اي را بدوران در مي آورد.بطوريكه وقتي حامل سياره اي 7/0 دور بزند دنده حلقه اي يك دور كامل را خواهد زد. باين ترتيب واحد يا مجموعه دنده سياره اي موجب مي شود كه با ثابت ماندن سرعت اتومبيل دوران موتور 30 درصد تنزل پيدا كند.
وظايف ديگر مجموعه دنده سياره اي
با مجموعه دنده سياره اي مي توان گشتاور اتومبيل را افزايش يا كاهش داده و يا انتقال قدرت يك به يك را تامين نموده هم چنين از آن ميتوان براي معكوس كردن جهت دوران نيز استفاده كرد.
قفل كردن اوردرايو
در صورت عدم نياز به اوردرايو ميتوان آنرا در وضع قفل شده قرار داد.وقتي دو قسمت از مجموعه دنده سياره اي بهم قفل شوند مجموعه قادر به تغيير گشتاور يا دوران نبوده و همه آن به صورت يك واحد يكپارچه دوران خواهد كرد.
براي قفل كردن اوردرايو مي توان مجموعه خورشيدي را آنقدر به طرف حامل سياره اي حركت داد تا دندانه هاي اضافي آن با دندانه هاي داخلي حامل سياره اي درگير شوند.
وضعيت غيرفعال
اگر مجموعه خورشيدي آنقدر از حامل سياره اي دور شود كه دندانه هاي قفل كننده از حامل سياره اي آزاد شوند و در اينحال شيطانك مجموعه خورشيدي را در محل خود متوقف نسازد محور خروجي گيربكس حامل سياره اي را به حركت در خواهد آورد.از آنجا كه براي چرخاندن دنده حلقه اي كه قسمتي از محور خروجي نيز هست به گشتاور نياز است، اين دنده در محل خود ثابت مانده و در عوض پينيونها به حركت درآمده و دنده خورشيدي را در جهت معكوس بدوران در خواهند آورداين وضعيت موجب انتقال گشتاور يا حركتي به محور خروجي نشده و اتومبيل حركتي نخواهد كرد.
كلاچ غلطكي
اين كلاچ داراي يك توپي است كه سوراخ مركزي آن به صورت دندانه اي است. سطح خارجي اين توپي مسطح نبوده و بصورت چندين سطح شيب دار و پله اي ساخته شده است در فاطله بين اين توپي و طوقه خارجي چند ساچمه غلطكي فولادي قرار دارند. غلطكها بوسيله يك قفس فولادي در محل خود نگاه داشته شده اند. براي كمك به عمل اين كلاچ در آن يك فنر تدارك شده است.توپي داخلي عامل محرك و طوقه قطعه متحرك اين كلاچ است وقتي توپي بدوران درمي آيد غلطك ها بر روي سطح شيب دار حركت كرده و بين توپي و طوقه گير ميكنند و به اين ترتيب طوقه نيز وادار بدوران ميشود.حال چنانچه گشتاوري به طوقه اعمال نشود غلطك ها آزاد شده و به سمت پايين سطوح شيب دار حركت خواهند كرد و با اين عمل طوقه را آزاد خواهند نمود.دراين موقع در حاليكه سرعت دوران توپي تنزل پيدا كرده و يا احتمالا ايستاده است طوقه مي تواند بدوران خود ادامه دهد.در نتيجه توپي تنها در صورتي قادر به چرخاندن طوقه يا انتقال گشتاور به آن خواهد بود كه سرعت دورانش بزرگتر از طوقه باشد.
كلاچ غلطكي اوردرايو
يك كلاچ غلطكي در پشت حامل سياره اي و بر روي محور خروجي نصب شده است.بدنه دنده حلقه اي عمل طوقه اين كلاچ را انجام ميدهد.وقتي محور خروجي گيربكس از دنده حلقه اي سريعتر مي چرخد، و دنده خورشيدي آزاد است غلطكهاي كلاچ بدنه دنده حلقه اي را به حركت در مي آورند و موجب انتقال قدرت به محور خروجي اوردرايو مي شوند. وقتي دنده خورشيدي متوقف شده است مجموعه سياره اي بدنه دنده حلقه اي را از حامل سياره اي و توپي كلاچ سريعتر مي چرخاندو كلاچ را آزاد مينمايد.
كنترلهاي اوردرايو
دنده خورشيدي بكمك ماهك ، ريل تغيير دنده و يك تركيب اهرم و بادامك حركت داده ميشود.براي قفل كردن اوردرايو ميتوان با يك سيستم رابط مكانيكي اهرم كنترل را به حركت درآورد.
ريل تغيير دنده تا داخل گيربكس امتداد دارد. اين ريل طوري ساخته شده است كه وقتي اتومبيل در دنده عقب قرار گيرد، اوردرايو را قفل مي كند. اين عمل براي حركت اتومبيل به سمت عقب لازم ميباشد.شكافي در اين ريل از درگيري شيطانك با دنده توقف در حالت قفل بودن اوردرايو جلوگيري مي كند.
شيطانك بكمك يك سلونوئيد برقي به حركت در مي آيد .سلونوئيدبا جرياني كار ميكند كه از تحريك يك رله بوسيله گاورنر تامين ميشود.وقتي سرعت اتومبيل به حدود 50 كيلومتر در ساعت ميرسد گاورنر چند كناكت را بسته و رله را تحريك ميكند اين عمل موجب تحريك سلونوئيد شده و شيطانك را به داخل دنده توقف ميراند.
حلقه توقف
حلقه توقف طوري به توپي دنده توقف بسته شده است كه در حاليكه اين حلقه با نوك شيطانك در محل خود ثابت نگهداشته شده، دنده قادر به چرخش ميباشد.دنده و حلقه توقف با اصطكاك كنترل شده اي با يكديگر تماس دارند.انتقال قدرت در وضعيت اوردرايو وقبل ازمتوقف شدن دنده خورشيدي از طريق كلاچ غلطكي صورت ميگيرد.با چرخش دنده توقف حلقه آنقدر خواهد چرخيد تا بوسيله شيطانك به سمت جلو حركت كند اما از آنجا كه حلقه توقف مانع حركت آن است قادر به جلو رفتن نخواهد بود.وقتي راننده پاي خود را از روي پدال گاز برميدارد كلاچ غلطكي آزاد ميشود. در اين موقع در حاليكه دنده حلقه اي پينيونها را در اطراف دنده خورشيدي بحركت در ميآورد دوران دنده خورشيدي رو به تنزل ميگذارد. وقتي دوران محور گيربكس به 70 درصد محور خروجي اوردرايو رسيد، دنده خورشيدي متوقف خواهد شد.با كاهش سرعت بيشتر موتور دنده خورشيدي در جهت معكوس بدوران خواهد آمد.در اين موقع بعلت اصطكاك موجود بين دنده و حلقه توقف اين حلقه به سمت عقب كشيده شده و مسير حركت شيطانك را بطرف يكي از شيارهاي دنده توقف باز ميكند.با اين عمل دنده توقف و دنده خورشيدي از حركت باز ايستاده و گيربكس بوضع اوردرايو منتقل ميشود.كليه اعمال فوق در عرض چند ثانيه صورت ميگيرند.
مراحل عمل اوردرايو (وضعيت قفل)
در صورتيكه به اوردرايو نيازي نباشد، ميتوان آنرا در وضعيت قفل قرار داد.براي اين منظور راننده بكمك يك دسته دنده اهرم تغيير دنده را حركت داده و اوردرايو را قفل ميكند.حركت اهرم باعث ميشود كه ريل تغيير دنده و ماهك متصل به آن دنده خورشيدي و حامل سياره اي را بهم قفل كند.در سرعتهاي بالاتر از 50 كيلومتر در ساعت براي جلوگيري از تحريك سلونوئيد ميتوان كليدي را كه در مدار گاورنر است، در حالت باز يا قطع گذاشت در اينصورت انتقال قدرت بصورت مستقيم صورت گرفته و اوردرايو عمل نخواهد كرد.

وضعيت مستـــقـيم
فرض كنيد كه راننده اهرم كنترل را در وضعيت اوردرايو گذاشته است.اين عمل دندانه هاي قفل كننده خورشيدي را از حامل سياره اي آزاد ميكند.شيطانك آزاد شده و گاورنر بسته ميشود .حال دنده خورشيدي قادر به حركت است و هيچ دو قسمتي از مجموعه سياره اي بيكديگر قفل نشده اند در نتيجه انتقال حركت از طريق كلاچ غلطكي صورت ميگيرد. وقتي در سرعتهاي پايين تر از 50 كيلومتر در ساعت پدال گاز رها شود، غلطكهاي كلاچ آزاد شده و اتومبيل به آزادي يا خلاص حركت خواهد كـرد.
در سرازيري هيچگاه با دنده خلاص رانندگي نكرده يا اوردرايو را در وضع حركت آزاد قرار ندهيد.زيرا براي كنترل اتومبيل تنها وسيله با قي مانده ترمزهاي آن خواهد بود و چنانچه ترمزها بخوبي عمل نكنند براحتي قادر به گذاشتن اتومبيل در وضع دنده نخواهيد بود

وضـعيت اوردرايـو
وقتي همه كنترلها در وضعيت مستقيم يا حركت آزاد هستند،اوردرايو آماده عمل است.در اين صورت وقتي سرعت اتومبيل به حدود 50 كيلومتر برسد كنتاكتهاي گاورنر بسته شده و رله الكتريكي اوردرايو تحريك ميشود.رله مدار سلونوئيد را كامل كرده و شيطانك بطرف دنده توقف جلو مي رود اما حلقه توقف از فرو رفتن آن در يكي از سيارهاي دنده توقف جلوگيري ميكند. تا ماداميكه در انتقال قدرت از موتور وقفه اي حاصل نشود اتومبيل در وضعيت مستقيم يا حركت آزاد باقي خواهد ماند.
در اين موقع راننده براي استفاده از اوردرايو پدال گاز را رها ميكند، با اين عمل كلاچ غلطكي آزاد شده
سرعت دنده خورشيدي به سمت صفر تنزل كرده و سپس معكوس ميشود.با معكوس شدن دوران دنده خورشيدي حلقه توقف در جهت معكوس حركت خواهد كرد.اين عمل يكي از شيارهاي دنده توقف را ظاهر كرده و شيطانك با فرورفتن در آن دنده توقف ، دنده خورشيدي را متوقف ميكند.با اين عمل حركت از طريق پينيونها انتقال مي يابد و دنده حلقه اي با سرعت بيشتر از حامل سياره اي بدوران درآمده و نسبت تبديل كمتر از واحد حاصل ميشود.
خـــروج از اوردرايـو
اتومبيل را به سه طريق ميتوان از اوردرايو خـارج كـرد:
1-راننده ميتواند اهرم كنترل دستي را كشيده و اوردرايو را قفل كند.
2-وقتي سرعت اتومبيل به 6 يا 8 كيلومتر پايين تر از 50 كيلومتر تنزل كرد، كنتاكتهاي كليد گاورنر باز شده و رله مدار سلونوئيد را قطع ميكند. در اين موقع شيطانك با فشار فنر يا آزاد ميگردد و تا ماداميكه سرعت اتومبيل پايين تر از 50 كيلومتر در ساعت باشد در اين وضعيت باقي مي ماند.
3-اگر راننده براي سبقت گرفتن بقدرت بيشتري نياز داشته باشد، پدال گاز را تا انتها فشار ميدهد با اين عمل كليد سبقت تغيير وضعيت داده و مدار گاورنر و در نتيجه مدار سلونوئيد قطع ميشود.در اين شرايط فنر قادر بخارج كردن شيطانك دنده توقف نخواهد بود زيرا گشتاور زياد ناشي از شتاب موتور شيطانك را در محل خود قفل خواهد كرد.

 خــلاصـه 

اوردرايو وسيله اي است كه به انتهاي گيربكس متصل ميشود، اوردرايو قادر است با ثابت نگهداشتن سرعت اتومبيل دور موتور آنرا تا حدود 30 درصد تنزل دهد.
قسمتهاي اصلي اوردرايو عبارتند از:محورخروجي گيربكس، محور خروجي اوردرايو، كلاچ غلطكي، مجموعه دنده خورشيدي و حلقه اي كه به محور خروجي متصل است.
براي استفاده از اوردرايو چند كنترل مكانيكي و الكتريكي در دسترس راننده قرار دارد و بطور كلي اوردرايو داراي سه نوع تحرك بشرح زير ميباشد:
1-وضعيت قفل شده كه درآن دندانه هاي قفل كننده مجموعه خورشيدي با حامب سياره اي درگير شده اند و در نتيجه حامل سياره اي و دنده خورشيدي بصورت يكپارچه حركت كرده و تغييري در گشتاور حاصل نميشود.

2-وضعيت مستقيم يا حركت آزاد كه در آن دندانه هاي قفل كننده مجموعه خورشيدي آزاد هستند و شيطانك نيز با دنده توقف درگير نشده است.در اين وضعيت اتومبيل بصورت خلاص حركت خواهد كرد.

3-وضعيت فوق سرعت كه در آن شيطانك با دنده توقف درگير بوده و دنده خورشيدي را ثابت نگهداشته است و دندانه هاي قفل كننده مجموعه خورشيدي نيز با حامل سياره اي درگير نيست.در اين وضعيت قدرت از طريق حامل سياره اي به پينيونها و از آنها به دنده حلقه اي و بالاخره به محور خروجي انتقال پيدا ميكند و نسبت تبديل گشتاور كمتر از واحدي حاصل ميشود.

اوردرايو را در هرلحظه ميتوان با فشار دادن كامل پدال گاز به وضعيت مستقيم منتقل ساخت.در سرعتهاي كمتر از 50 كيلومتر اوردرايو بصورت خودكار به وضع مستقيم منتقل ميشود.
منبع:پیام ایرانخودرو