سیستم انتقال قدرت

سیستم انتقال قدرت دو وظیفه را در اتومبیل به عهده دارد: انتقال قدرت از موتور به چرخهای محرک و تغییر مقدار گشتاور. در تشریح سیستم انتقال قدرت به کرات از دو عبارت توان و گشتاور استفاده می‌شود که توضیح کوتاهی درباره هرکدام ضروری به نظر می‌رسد.

عبارت «توان» نرخ یا سرعت انجام کار است. «تورک» یا گشتاور به زبان ساده یعنی گردش نیرو. با توجه به ارتباط بین دور موتور و توان ، وجود جعبه دنده‌های چند نسبته ضروری است، چرا که موتور اتومبیل بیشینه توانش را در سرعتهای معین تحویل می‌دهد که البته منظور از سرعت همان RPM یا دور در دقیقه است.

برای بهره گیری از همان دور موتورها در سرعتهای مختلف حرکت که اینجا منظور از سرعت چیزی است که در آمپر سرعت دیده می‌شود، باید نسبت چرخ دنده بین موتور و چرخهای محرک تغییر یابد. اتومبیل درست مثل یک دوچرخه باید برای حرکت در محدوده‌ای از سرعتها ، چرخ دنده‌ها را تعویض کند. اما برخلاف دوچرخه سیستم انتقال توان اتومبیل امکان عقب رفتن را نیز برای شما فراهم می‌کند.

نقش چرخ دنده
در واقع دو مجموعه از چرخ دنده‌ها در سیستم انتقال توان وجود دارد: گیربکس یا جعبه دنده و دفرنسیال. وظیفه جعبه دنده تنظیم نسبت چرخ دنده است و دیفرانسیل نیز اجازه می‌دهد تا چرخها در سرعتهای گوناگون بچرخند. جعبه دنده‌های دستی معمولاً دارای چهار یا پنج سرعت هستند و اغلب از اور درایو یا بیش ران (وسیله ای در جعبه دنده که نسبت چرخ دنده را پایین می‌آورد و مصرف سوخت را کاهش می‌دهد) برخوردارند. در واقع اور درایو به وضعیتی گفته می‌شود که در آن محور یا شفت ورودی می‌تواند سریعتر از محور خروجی بچرخد، که در نتیجه میزان مصرف سوخت در بزرگراه کاهش می‌یابد. در برخی از جعبه دنده‌ها از کلاج الکتریکی و یک سوئیچ استفاده می‌شود که درگیری یا عدم درگیری اور درایو را کنترل می‌کند.

جعبه دنده دستی بدون کلاج
دستاورد جالبی که در تعداد اندکی از اتومبیلها دیده می‌شود، جعبه دنده دستی بدون کلاج است. در این نوع جعبه دنده یک دسته دنده و یک کلاج الکتریکی خودکار بکار می‌رود. علاوه بر این زمانی که راننده دنده‌ها را عوض می‌کند، سنسورهای سرعت و موقعیت ، مینی کامپیوترها و تنظیمهای گاز کاربراتور از افزایش بیش از حد دور موتور جلوگیری می‌کند. در واقع مثل بسیاری از نوآوریهای دنیای اتومبیل این هم یک ایده قدیمی است که امروز به برکت تحول کامپیوتر میسر شده است.
جعبه دنده‌های خودکار برای ترکیب سرعت و گشتاور عموماً از سه چرخ دنده رو به جلو استفاده می‌کنند. در جعبه دنده‌های سه سرعته اولین چرخ دنده برای شروع حرکت بیشترین گشتاور را در کمترین سرعت تحویل می‌دهد. چرخ دنده دوم برای حالتهایی مثل افزایش سرعت و بالا رفتن از سربالاییها مقدار گشتاور و سرعت متوسطی را ارائه می‌کند. سرانجام سومین چرخ دنده بیشترین سرعت با کمترین گشتاور را برای حرکت در بزرگراه فراهم می‌کند. یک چرخ دنده معکوس نیز حرکت رو به عقب را میسر می‌سازد.
جعبه دنده دستگاهی برای تغییر توان و سرعت است که در جایی بین موتور و چرخهای متحرک وسیله‌ای نصب می‌شود. به عبارت دیگر این دستگاه راهی برای تغییر نسبت بین دور موتور و دور چرخها فراهم می‌کند. به گونه‌ای که در موقعیتهای خاص حرکت بهترین حالت ممکن را داشته باشد. در برخی از انواع سیستم انتقال توان از وسیله‌ای موسوم به محور انتقال استفاده می‌شود. این وسیله به زبان ساده ترکیبی از جعبه دنده و دفرنسیال است که معمولاً می‌توان آن را در اتومبیلهای چرخ جلو متحرک یافت، اما در اتومبیلهای موتور وسط یا عقب نیز دیده می‌شود. البته در برخی از اتومبیلهای کم نظیر موتور در جلو قرار دارد و در عین حال برای بالانس بهتر وزن از یک محور انتقال در عقب استفاده می‌شود.

تولید گشتاور
گشتاور از توان بدست می‌آید. مقدار گشتاور قابل حصول از یک منبع توان ، با فاصله‌ای از مرکز دوران که گشتاور در آن نقطه بکار می‌رود متناسب است. بنابراین منطقی است که اگر محوری (در این بحث میل لنگ) داشته باشیم که با هر سرعت اعمال شده‌ای می‌چرخد، می‌توانیم چرخ دنده‌هایی با اندازه‌های گوناگون روی آن قرار دهیم و نتایج مختلفی بدست آوریم. چنانچه چرخ دنده بزرگی روی محور نصب کنیم، می‌توانیم در لبه آن سرعت بیشتر و توان کمتری نسبت به یک چرخ دنده کوچکتر بدست آوریم.
حال اگر محور دوم را موازی با محور محرک مان قرار دهیم و مطابق چرخ دنده‌های روی شفت متحرک ، چرخ دنده‌هایی روی آن نصب کنیم، می‌توانیم تقریباً هر ترکیبی از توان و سرعت را که در محدوده توانایی موتور باشد بدست آوریم. این دقیقاً همان چیزی است که جعبه دنده اتومبیل به کمک چرخ دنده‌ها و دیگر اجزا انجام می‌دهد.