علبة السرعة
علبة السرعة gear box، هي من التجهيزات الأساسية نقل الحركة لنقل الحركة في المركبات. وظيفتها تغيير العزم وسرعة الحركة وفق الحاجة التي تقتضيها شروط عمل المركبة. وتزود جميع المركبات البرية بعلبة سرعة تحتوي على عدة مسننات للحركة الأمامية وأخرى للحركة الخلفية، وتفصل علبة السرعة عمود المرفق (الجذع المعقوف) في المحرك عن محاور الإدارة (القيادة) عند العمل على نظام الدوران الحر أو اللاحمل. تتألف علبة السرعة من مجموعة مسننات يتعشق بعضها مع بعض زوجياً في أكثر من حالة لتعطي سرعات مختلفة بنسب نقل معينة.[1]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
الشرح
| أنواع نقل الحركة |
|---|
| Manual |
| Automatic |
| Semi-automatic |
| Continuously variable |
| Bicycle gearing |
الاستخدامات
بسيطة
Multi-ratio systems
Automotive basics
يدوية
تختلف علب السرعة اليدوية بعدد السرعات التي توفرها (ثلاث سرعات، أربع، أو خمس) ويتم ربط السرعات فيها بتحريك مسنن قائد (مدير) أو بتحريك قابض.
توجد في علبة السرعة الثلاثية السرعات ثلاثة محاور، يتصل المحور المدير مع المحرِّك عن طريق الفاصل الواصل، ويتصل المحور المدار (الثانوي) بوساطة جملة نقل الحركة، بعجلات السيارة والمحور الوسيط (شجرة الوصل). يصنع المحور المدير مع المسنن المدير كتلة واحدة، وتركب على المحور المدار مسننات متحركة ومسننات أخرى تصنع كتلة واحدة مع المحور الوسيط، ويبقى بعضها في حالة تعشيق دائم.
ولدى تعشيق مسنن ما من المحور الثانوي مع مسنن آخر على المحور الوسيط ينتقل العزم من المحرك إلى جملة نقل الحركة. تحسب نسبة النقل على أساس النسبة بين عدد أسنان المسننات المعشق بعضها ببعض. وتساوي نسبة النقل العامة جداء نسب سرعات المسننات الزوجية. ويزداد عزم الدوران المنقول إلى العجلات مع زيادة نسبة النقل.
تستخدم السرعة الأولى عندما تسير المركبة على طرقات غير معبدة أو على طرق شديدة الانحدار أو عند الإقلاع بحمولات كبيرة. وتساوي نسبة النقل عند السرعة الأولى من 3 -8 في السيارات الشاحنة وفي الحافلات الكبيرة.
وتساوي من 2ـ 4 في السيارات الخفيفة.
علبة السرعة الرباعية السرعات
تزود هذه العلبة بثلاثة مسارات وثلاثة محاور ويبين الشكل رسماً تفصيلياً لها مع أرقام تشير إلى كل جزء منها، يستند المحور الأول إلى مدرجة كروية مركبة في الجدار الأمامي للحوض (رقم 11) وإلى مدرجة كروية أخرى مركبة على طرف عمود المرفق (الجذع المعقوف).
يصنع المحور (رقم 1) كتلة واحدة مع المسنن اللولبي (2)، الذي يتعشق باستمرار مع المسنن (12) على المحور الوسيط. يتوضع مسنن السرعة الأولى (5) على أخاديد المحور (6) ويستند مسنن السرعة الثانية (4) بحرية إلى جلبة مركبة على المحور (6)، ويحتوي على مخروط لتوصيل أداة التزامن. ويستند المحور (6) بدوره إلى مدرجة أسطوانية وأخرى كروية. ويدور المحور الوسيط (13) على مدرجتين، يتألف من كتلة بلحية من أربعة مسننات مسنن السرعة الأولى (7)، مسنن السرعة الثانية (9)، ومسنن السرعة الثالثة (10)، ومسنن التعشيق الدائم (12).
والمسننان (3، 4) المركبان على المحور الثاني موجودان في حالة تعشيق دائم مع مسننات المحور الوسيط. وتنطبق وضعية المسننات في الشكل على الوضعية الحرة التي لا ينقل عندها عزم الدوران من المحرك إلى محاور السيارة.
تصنع أسنان مسننات السرعات الثانية والثالثة والرابعة مائلة، ويتم تعشيق هذه السرعات وفصلها بمساعدة المسنن (5) وذراع التحريك (14) في أداة التزامن المركبة في مقدمة المحور الثاني.
تركب السرعة الأولى عند تعشيق المسننين 5، 7 الأسنان المستقيمة. وينقل عزم الدوران من المحور الأول (1) بوساطة المسننين (2، 12) إلى المحور الوسيط (13) وبعدها من خلال المسننين (7، 5) إلى المحور (6).
يتم وصل السرعة الثانية حين تتحرك الأخاديد الداخلية للمسنن (5) على مسند المسنن (4)، وينقل عزم الدوران من المحور الأول إلى المحور الثاني بوساطة المسننات (2، 12، 9، 4).
توصل السرعة الثالثة عند تحريك القابض 14 إلى الخلف، وينقل عزم الدوران إلى المحور الثانوي عن طريق المسننات (2، 12، 10، 3) والقابض (14).
وتوصل السرعة الرابعة (المباشرة): لدى تحريك القابض (14) إلى الإمام، وبعد وصل هذه السرعة يتحد المحوران الأولي والثانوي معاً ليؤلفا محوراً عاماً واحداً، وتساوي نسبة النقل هنا 1 ـ 1.
أما السرعة الخلفية فتوصل بالمسننين (2، 12)، والمسنن (7)، والمجموعة (8) (مسننات السرعة الخلفية) والمسنن (5).
يصنع حوض علبة السرعة من الحديد الصب بأسلوب السكب، ويحتوي الحوض على كمية من الزيت تحركه المسننات في أثناء دورانها لتزليق الأسنان والمدرجات بطريقة الرش.
ويمكن أن توجد في العلبة مضخة زيت خاصة تقوم بعملية التزييت بالضغط.
كذلك تحتوي علبة السرعة على فوهة لملء الزيت وفتحة للتفريغ والتهوية. ويركب على جسم العلبة من الداخل مسنن خاص لعداد السرعات، وعداد المسافات متصل بنهاية المحور الثانوي في العلبة.
التحكم بعلبة السرعة
يتم توصيل السرعات بوساطة أداة تحكم مربوطة في الغطاء العلوي لعلبة السرعة هي الشوكة يحركها ذراع تبديل السرعة المتأرجح. ومن متطلبات أداة التحكم أو الشوكة تحقيق التعشيق الكامل لأسنان المسننات ومنع تعشيق سرعتين معاً في آن واحد، وكذلك منع حدوث تعشيق مفاجئ للسرعة الخلفية. وضمان استقرار المسننات والقوابض في وضعيات الوصل أو الفصل أو الوضعية الحرة. ويتحقق ذلك بوساطة أقفال خاصة.
ـ قابض الوصل السريع (السهل) وأداة التزامن: ومهمتهما تخفيف احتكاك المسننات والضجيج الذي ينشأ عن تعشيق الأسنان لدى تبديل السرعات. وتزود بأداة التوافق عادة المسننات العائدة إلى السرعات العالية (الثالثة والرابعة). ولا تركب أداة التوافق على مسننات السرعة الأولى أو الخلفية لندرة استخدام هاتين السرعتين. يحتوي قابض الوصل السريع على عدد قليل من الأسنان نسبة للمسننات التي تتعشق معه. وتوجد قوابض تعشيق خارجي أو داخلي. تقوم أداة التوافق عادة بتخفيف حمل التصادم بين الأسنان عند بداية التعشيق.
وفي علبة السرعة الخماسية السرعات أداتان للتوافق إحداهما لوصل السرعة الثانية والثالثة، والأخرى لوصل السرعة الرابعة والخامسة.
علبة التوزيع
مهمتها توزيع عزم الدوران من علبة السرعة إلى المحاور المديرة في السيارة عندما يكون عدد المحاور المديرة أكثر من واحد.
وتحتوي علبة التوزيع على تجهيزات وصل وفصل للجسر الأمامي المدير. ويركب على السيارات العاملة على الطرق الصعبة علبة سرعة إضافية ذات سرعتين مخفضتين، أو ذات سرعة مباشرة وأخرى مخفضة تسمح بزيادة إضافية لقوة الشد في الجسر المدير عند كل سرعة في علبة السرعة.
وغالباً ما تجمع علبة السرعة الأساسية وعلبة التوزيع في هيكل واحد. يتم تركيب السرعة المخفضة في علبة التوزيع عند استخدام السيارة في عملية الجر أو على الطرق الشديدة الانحدار. ويتم وصل الجسر الأمامي عندما تسير السيارة على طرق رملية أو زلقة أو مغطاة بالثلج. ولا يجوز وصله إلا عند الضرورة؛ لأن ذلك يسبب إجهاداً للمحرك وزيادة كبيرة في استهلاك الوقود، وتآكلاً في عجلات السيارة وأجهزة نقل الحركة.
ويتم تعشيق السرعة المخفضة في علبة التوزيع ووصل الجسر الأمامي والسيارة متوقفة فقط.
وهناك تجهيزات حماية خاصة التي تمنع وصل السرعة المخفضة عندما يكون الجسر الأمامي مفصولاً، وتمنع فصل الجسر الأمامي عند وصل السرعة المخفضة[ر:السلامة والأمان في المركبات].
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Non-synchronous
الآلي
لتحسين الشد في السيارة يجب أن يتغير العزم المعطى من المحرك إلى العجلات بنسب كبيرة، وهذا ما لا تتيحه علبة السرعة اليدوية، لأن عدد السرعات فيها محدود.
ولتحديد التناسب الصحيح بين حمولة السيارة ومقاومة الطريق وسهولة القيادة تستعمل علبة السرعة الهدروليكية المؤلفة من محول للعزم وعلبة مسننات آلية أو نصف آلية.
يتألف المحول من ثلاثة عناصر، يرتبط الدولاب الأول بالمحرك مباشرة، ويرتبط الدولاب الثاني مع جملة نقل الحركة، أما الدولاب الثالث فموجه لحركة السائل الهدروليكي (الزيت)، الذي يملأ الفراغ الكائن بين هذه الأجزاء الثلاثة.
يزيد المحول العزم بنسبة كبيرة تصل إلى ثلاثة أضعاف، وتتعلق طرداً بالحمل.
وقد لايكفي هذا التغيير لضمان عملية شد جيدة للسيارة، لذلك يضاف إلى المحول علبة سرعة آلية أو نصف آلية متعددة الغيارات (3 ـ 5)، ونظام إدارة هدروليكي مؤلف من مضخة هدروليكية أو أكثر لتغذية المحول بالزيت بضغط معين، وللتحكم بالقوابض في العلبة؛ إذ تحتوي العلبة على عدة قوابض احتكاكية لتوفير الحركة الأمامية والخلفية، وتعشيق نسب الغيارات المختلفة.
يحتوي كل قابض على عدة أقراص مديرة وأقراص مدارة، ولزيادة سطح الاحتكاك وتشغيل القابض تلزم قوة ضغط بسيطة تتضاعف بالتحكم بالعلبة هدروليكياً.
شبه تلقائية
الغيار في الدراجات
أنواع غير شائعة
Dual clutch transmission
متغيرة مستمرة
متغيرة غير محدودة
متغيرة كهربائية
غير مباشرة
كهربائية
هيدروستاتيكية
هيدرودينمايكية
أعطال علبة السرعة
إن أهم أعطال علبة السرعة هي:
الضجة العالية والفصل اللاإرادي للمسننات وصعوبة وصل المسننات وارتفاع الحرارة في علبة السرعة. والسبب الرئيس في زيادة الضجة هو تآكل المسننات والمدارج، وخلل في عيار الفاصل الواصل أو انخفاض كمية الزيت في علبة السرعة.
والسبب الرئيس في الفصل اللاإرادي للمسننات هو ضعف نوابض المثبتات، وتآكل أسنان المسننات، والمجاري في بعضها.
أما السبب الرئيس في صعوبة وصل المسننات فهو اعوجاج المسننات (بسبب تآكل المدرجات) وخلل في الشوكات ووجود عطل فيها.
وأما السبب الرئيس في زيادة حرارة علبة السرعة فهو زيادة كمية الزيت أو انخفاضها كثيراً. أو بسبب حدوث تماسك في المدرجات.
تجب صيانة علبة السرعة وعلبة التوزيع بالمحافظة على مستوى الزيت فيهما وتبديله عند اللزوم، وتنظيف قاع العلبة من الرواسب وشظايا المعدن. وفحص نقاط التثبيت، وحالة المسننات وفحص أجزاء الحماية وتشحيم المدارج وغيرها.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
انظر أيضاً
المصادر
- ^ علي صبح. "علبة السرعة". الموسوعة العربية. Retrieved 2012-03-03.
المراجع
- د.ي.ف ميخائيلوفسكي، السيارات (موسكو 1978).
- د.ك.ب سيربرياكوف، السيارات (موسكو 1978).
- د.ك.ب بانكراتوف، السيارات والجرارات (1982).
وصلات خارجية
