دانلود تحقیق دنده های خورشیدی یا سیاره ای در جعبه دنده ها

مجموعه دنده های خورشیدی در اوایل قرن حاضر در اتومبیلهای آمریکایی بکار رفته است و آنها در زمره کار برد اولین نوع دنده ها در جعبه دنده های اتومبیل های سواری و کامیونهای سبک بودند و بدلیل داشتن مزیت برای راننده هنگام دنده ها کاربرد آن پیشنهاد گردید .

در صور تیکه در جعبه دنده های لغزشی معمولی که هنوز سنگرونیزه نشده بودند احتیاج به یک راننده ماهری داشت که تعویض دنده ها را در حین حرکت انجام دهد .

در این شرایط جعیه دنده های خورشیدی دو سرعته با یک دنده عقب بطور انحصاری طراحی می گردید و در کادیلاک 1906 جعبه دنده خورشیدی 3 ساعته بکار برده شد که طراحی آنها خالی از اشکال نبود و به فکر استفاده از دنده پینیونها بوش دار بودند تا از صدا کردن دنده ها جلوگیری شود .
همزمان پیشرفتهایی در طراحی جعبه دنده های معمولی انجام گردید و تقریباً بطور جامع از آنها در اتومبیلهای سواری و کامیونها اتسافده می گردید و سپس بسوی طراحی مجموعه دنده های خورشیدی سوق داده شدند و در اتومبیل فورد مدل تی (T ) تا سال 1928 از جعبه دنده خورشیدی استفاده می گردید .

جعبه دنده های خورشیدی که به صحنه آمده بود با تولید جعبه دنده خودکار اور درایو توسط بورگ وارنر و جعبه دنده اتوماتیک هیدراماتیک توسط جنرال موتور افت فاحشی نمود و دوباره تحقیق و توسعه در مورد دنده های مار پیچ ،آلیاژ های فولاد ،برطرف نمودن گرمای فلزات و یاتاقانهای سوزنی و حذف کردن تعدادی از نواقص انواع اخیر جعبه دنده های خورشیدی آغاز گردید .
جعبه دنده های خورشیدی امروزه کاربرد وسیعی دارند .

تنوع جعبه دنده های اتوماتیک در اتومبیلهای سواری و کامیونها و کاربرد در فرمانها ، گرداننده نهایی (دیفرانسیل) و چرخهای متحرک ماشین آلات ساختمانی و کاهش دهنده هایی ماننند محرکهای ملخ دار در هواپیما و یا محرک پروانه کشتی و غیره را دارا می باشد و موارد فوق تعدادی از نمونه های کاربرد دنده های خورشیدی در انتقال قدرت می باشند .
مجموعه خورشیدی یا مجموعه دنده های سیاره ای
قلب جعبه دنده های اتوماتیک سیستم دنده های خورشیدی است .

بنابراین لازم است تا مروری بر ساختمان اساسی یک مجموعه خورشیدی ساده را داشته باشیم و بطور مقدمه طرز کار دنده های خورشیدی بیان می گردد .
یک مجموعه خورشیدی یا سیاره ای مطابق شکل های 1-1 و 1-2 شامل یک دنده خورشیدی یا دنده مرکزی است که احاطه شده است با دنده های هرز گرد سیاره ای با پینیونها که روی محور نگهدارنده بطور انفرادی در حامل سیاره ای یا قفسه قرار گرفته و حرکت دورانی می کنند و به طور دائم درگیر می باشند و قفسه در داخل دنده داخلی یا رینگی (به این دلیل به این نام خوانده می شود که محیط دایره از داخل دندانه دار شده است ) احاطه شده و ب طور دائم با پینیونهای دنده های سیاره ای درگیر می باشند .
مجموعه دنده های خورشیدی یا سیاره ای که نامش از عمل دنده های پینیون سیاره ای گرفته شده است قادرند تا دور محورشان بچرخند و همزمان اطراف دنده خورشیدی دوران نمایند مانند گردش زمین که هم به دور خودش و هم اطراف کره خورشید دوران می نماید .

با مطالعه اشکال 1-1و 1-2 به چند مزیت مهم در دنده های خورشیدی پی می بریم .
1- تمام اعضاء مجموعه خورشیدی در یک محور اصلی شریک هستند و در نتیجه همه آنها در یک مجموعه قرار گرفته اند .
2- دنده های خورشیدی همیشه بطور ثابت با هم درگیری می باشند و امکان حذف دندانه و یا شکستن و سرو صدا کمتر وجود دارد و هم چنین تعویض نسبت دنده سریع و بطور خودکار بودن افت قدرت انجام می گیرد .
3- دنده های خورشیدی نسبت به جعبه دنده های استاندارد می توانند سختر و قویتر باشند و بارهای گشتاوری را بطور وسیع جابجا یا انتقال نمایند و دارای حجم کمتری می باشند به این دلیل که بار گشتاوری از میان دنده های سیار ه ای عبور می نماید و نیرو به چند دنده سیاره ای که تعداد دنده های درگیر انها بیشتر می باشد تقسیم می گیردد و در نتیجه قدرت انتقال افزایش می یابد .
4- موقعیت اعضاء مجموعه سیاره ای برای نگه داشتن یا درگیری و قفل نمودن آنها با یکدیگر برای تعویض نسبت دنده ها نسبت به هم رابطه ساده ای دارند .

تعاریف
وقتی که یک سری چرخ دنده با هم به صورت ساده و یا ترکیب شده و یا مانند سیستم خورشیدی در حال گردش می باشند لازم است تا بعضی از اصلاحات را در مورد توضیح چگونگی کار و تاثیر انها بر مسیر قدرت عنوان گردد .

بنابراین مروری داریم بر تعاریف درگیری دنده که در مورد وظیفه و عملکرد مجموعه خورشیدی ضروری می باشد .
نسبت دنده : با چرخش چرخ دنده ورودی می توان دورهای چرخ دنده ورودی 3 دور و تعداد دوران چرخ دنده خروجی یک دور باشد نسبت دنده 1: 3 خواهد بود .
کاهش دنده : نسبت کاهش دنده باعث می شود که در این حالت گشتاور افزایش دور کاهش یابد .

به عنوان مثال در مورد یک نسبت دنده 1:3 اگر گشتاور ورودی 180 فوت – پوند و دور ورودی 2700 در دقیقه تغییر می یابد .

(ضایعات و تلفات اصطکاکی که همیشه وجود دارد محسوب نگردیده است ) .
اوردرایو یا فوق سرعت : اینحالت بر عکس اثر نسبت کاهش دنده عمل می کند ، عامل نسبت دنده باعث می شود که گشتاور کاهش و دور افقزایش یابد .

در یک نسبت دنده 1:3 اگر گشتاور ورودی 180فوت – پوند و دور ورودی 2700 در دقیقه باشد گشتاور خروجی به 60 فوت – پوند و دور خروجی 8100 دور در دقیقه تغییر خواهد یافت .
اوردرایو یا فوق سرعت : اینحالت بر عکس اثر نسبت کاهش دنده عمل می کند ، عامل نسبت دنده باعث می شود که گشتاور کاهش و دور افقزایش یابد .

در یک نسبت دنده 1:3 اگر گشتاور ورودی 180فوت – پوند و دور ورودی 2700 در دقیقه باشد گشتاور خروجی به 60 فوت – پوند و دور خروجی 8100 دور در دقیقه تغییر خواهد یافت .

حرکت مستقیم : نسبت دنده 1:1 و بدون تغییر در گشتاور و دور ورودی می باشد .

خلاص یا آزادگردی : در این حالت قدرت ورودی وجود دارد ولی قدرت از جعبه دنده خارج نمی گردد .عضو عکس العملی : در مجموعه خورشیدی اساس حالت انتقال با ثابت بودن یکی از اعضاء مجموعه می باشد که این عمل توسط وسایل اصطکاکی مانند نوارهای ترمز یا باند کلاچهای دیسکی چند صفحه ای و کلاچ یکطرفه انجام می گیرد که در فصل بعدی مورد آنها بحث خواهد گردید .

قوانین طرز کار دنده های خورشیدی : طرز کار دند های خورشیدی توسط پنج قانون اساسی که در واقع کلید آگاهی در مورد مسیرهای مختلف اعمال قدرت در تمام دنده های اتوماتیک می باشند بیان می گردد و آنها عبارتند از :حالت خلاص ، کاهش دنده ،اوردرایو،حرکت مستقیم و دنده عقب که بترتیب هر یک را مورد بررسی قرار می دهیم .

قانون خلاص(Law of neutral) : وقتی که قدرت ورودی وجود داشته باشد اما عضوهای عکس العملی عمل ننمایند وضعیت خلاص است.

در شکل 3-3 دنده خورشیدی ورودی ومحرک است ، دنده رینگی آزاد وقفسه خروجی می باشد که با چرخ های محرک ثابت شده است و باعث خواهد شد که دنده های پینیون یا هرز گردها دور محورشان بچرخند ودنده رینگی بر دنده خورشیدی خواهد چرخید.

در جعبه دنده های اتوماتیک حالت خلاص یا مانند حالت فوق است ویا توسط محور توربین مبدل که ورودی جعبه دنده است قطع می گردد ودر تمام تولیدات جدید جعبه دندها ی اتوماتیک 2 سرعته (Jetaway (T-300)) ، پاور گلایدوتورک در رایوجعبه دندهایی هستند که وضعیت خلاص از طریق قطع محور توربین مبدل انجام می گیرد.

قانون کاهش دنده (Law of reduction) : وقتی که یک عضو عکس العملی وجود داشته وقفسه خروجی باشد ، مجموعه در وضعیت کاهش دنده می باشد.

بدو طریق می توان قانون کاهش دنده را اجرا نمود.در شکل 4-1 یک نوار ترمز یا باند بمنظور ثابت نگهداشتن دنده رینگی در جعبه دندهای اتوماتیک بکار برده شده است.محل تکیه گاه ثابت باند در پوسته جعبه دنده بمنظورعکس العمل وواکنش دنده رینگی طراحی گردیده است.

در اولین روش کاهش دنده، دنده خورشیدی ورودی می باشد که دندهای پینیون را دور محورشان به گردش در می آورد و چون دندهای پینیون از طرفی با دنده رینگی ثابت شده است بر اثر نیروی عکس العمل آن سبب می شود که محور دنده رینگی حرکت نمایدودر نتیجه قفسه را در جهت گردش دنده خورشیدی با دور کمتر بدوران درآورد.در اینحالت اگر گشتاور ورودی 100 فوت پوند ونسبت کاهش دنده1: 5/1 باشد، گشتاور خروجی به 150 فوت –پوند افزایش می یابد.

نوع دیگر کاهش دنده با ثابت نگهداشتن دنده خورشیدی می باشد بدین ترتیب که قدرت ورودی به دنده رینگی داده می شود مطابق شکل5-1 ودر اینحالت نیز پینیونهای سیاره ای دور محورشان می چرخند وچون دنده خورشیدی ثابت است قفسه اطراف آن بحرکت در میآید و قفسه خروجی می باشد و نتیجه آن یکنوع کاهش دنده دیگری هم جهت با محور ورودی خواهد بود .این نوع کاهش سرعت بمنظور استفاده در دنده دو در جعبه دندهای تورک فلایت کرایسلر ،فورد C4وC6 وتوربین 350 و400 جنرال موتور می باشد.بجای باند که یک عضو عکس العملی وبا دوام برای اتصال به پوسته جعبه دنده می باشد ، هم چنین می توان از کلاچ اسپراگی(بادامکی)، کلاچ غلطکی وکلاچ دیسکی چند صفحه ای برای کاهش دنده واتصال آن به پوسته جعبه دنده استفاده نمود.

کلاچهای اسپراگی وغلطکی هردو مانند کلاچ یکطرفه عمل می کنند ووسایل بسیار جالبی هستند زیرا در مواقع لزوم عمل درگیری وآزادگردی یا خلاصی رابطور خودکار انجام می دهند وکارشان فقط توسط عمل مکانیکی می باشد واحتیاج به کنترل کنندهای هیدرولیکی ندارند.

واین خود موجب می شود که طراحی جعبه دنده وهم چنین سرویس ونگهداری آن آسان گردد واحتیاج به تنظیمات ندارند.

با مطالعه اشکال 6-1و7-1 دو وضعیت درگیری وحالت آزاد را در این کلاچها نشان می دهد.حلقه داخلی عضو ثابت و حلقه خارجی حرکت دورانی می کند ویا عضو محرک می باشد ویا می تواند حلقه داخلی عضو محرک وحلقه خارجی ثابت گردد که در اینصورت توسط یک کلاچ ویا با پیچ پوسته جعبه دنده ثابت می شود مانند اشکال (8-1و9-1) طرز کار کلاچهای اسپراگی وغلطکی طوری است که در حین انتقال قدرت از موتور به چرخها درگیر شده وعمل کاهش دنده انجام پذیر می گردد وزمانیکه بر عکس عمل نماید یعنی چرخها محرک باشد وموتور را بخواهدبحرکت درآورد کلاج آزاد می شود وانتقال قدرت از چرخها به موتور قطع می گرددودر نتیجه حالت ترمز موتوری وجود نخواهد داشت .

بنابراین با رعایت عمل فوق یعنی با چرخیدن شافت خروجی وقفسه که در حال عکس ،عضو ورودی در مجموعه خورشیدی می باشد ، سبب خواهد شد تا دنده رینگی در شکل 8-1 و دنده خورشیدی در شکل 9-1 هم جهت با مسیر ورودی گردش وکلاچ یکطرفه آزاد گردد.

در آینده به درگیری مسیر قدرت دنده های اتوماتیک اشاره خواهیم کرد و لازم است بداینم که هر وقت حلقه ورودی در جهت عقربه های ساعت یا هم جهت با گردش موتور بچرخد کلاج اسپرگی یا غلطکی در حال خلاص خواهد بود و وقتی که حلقه ورودی در جهت خلاف عقربه های ساعت بچرخد عمل قفل کردن در آنها انجام خواد شد .

عمل خلاص کلاچ اسپراگی یا غلطکی در حرکت در حرکت معمولی در جاده مستقیم خطری ندارد ولی ئقتی که اتومبیل در سرازیری تند یا تپه ها و کوهها حرکت می کند ،عمل کلاچ یک طرفه در وضعیت کاهش دنده قطعاً اطمینان نخواهد داشت و بایستی سرعت اتومبیل را در وضعیت دنده سنگین (L) قرار دهد که در این صورت خلاصی حذف می شود و چرخها مستقیماً به موتور جهت عمل ترمز موتوری متصل می گردند .

با توجه به شکل 10-1 که کامل شده 8-1 می باشد و در آن نوار ترمز یا باند به منظو.ر ثابت نمودن دنده رینگی اضافه شده است هنگام عبور از سربالایی و یا زمانیکه از دنده سنگین استفاده می شود باند درگیر می شود و چون کلاچ غلطکی درگیر می باشد لذا در اینحالت باند کار مثبی انجام نمی دهد ولی در حین عبور از سرازیری و یا هنگام سر خوردن (هنگامی که راننده پدال گاز را رها می کند ) که کلاچ آزاد می گردد عمل باند باعث ثابت نمودن دنده رینگی می شود و در نتیجه قفسه با مبدل و موتور ارتباط پیدا می نماید و اجازه نخواهد داد که اتومبیل به حالت خلاص حرکت کند و حالت ترمز موتوری را دارا خواهد بود .

«سوپاپ کنترل دستی» (Manual valve) جعبه دندههای اتوماتیک تماماً خودکار نبوده و تابع کنترل دستی توسط راننده می باشند تا وضعیت های راه اندازی (پارک – دنده عقب – خلاص – حرکت به جلو و غیره) جعبه دنده را انتخاب نماید و وضاح است که اصطلاح سوپاپ دستی از عمل آن گرفته شده و توسط راننده تحریک می شود.

سوپاپ دستی مسیر اصلی فشار تنظیم شده را به سوپاپ های تعویض برای درگیری های کلاچ یا باند به منظور انجام تعویض های خودکار یکسره می نماید و هم چنین مستقیماً برای تعیین خط سیر فشار به عناصر اصطکاکی مخصوص برای درگیی دنده های غیر خودکار مانند دنده یک دستی و دنده عقب به کار می رود و بالاخره سوپاپ دستی وضعیت های راه اندازی را تعیین می نماید.

مجموعه های سرو (Servo Assemblies) سرو شامل یک سلیندر و پیستون می باشد که فشار هیدرولیکی را به نیروی مکانیکی تبدیل می کند و در اغلب دنده ها سرو یا به صورت یک واحد مجزا به بدنه پیچ شده است و یا این که سرو قسمتی از پوسته جعبه دنده می باشد با به کار بردن اهرم ها و اتصالات مناسب سرو به باند به منظور درگیری آن متصل می گردد.

بعضی از واحدهای سر و به بازوی اهرمی احتیاج ندارد و مستقیماً عمل می کنند.

باند قرمز واحد سرو بایستی دقیق عمل کند و یک عضو دنده های خورشیدی را به پوسته جعبه دنده برای حرکت به جلو یا عقب ثابت نماید.

هنگامی که فشار هیدرولیک به سرو اعمال می گردد باند ازاد می شود.

درگیری باند یا به طور خودکار و یا به طور دستی انجام می گیرد.

مجموعه کلاج: کلاچ ها در تعویض های خودکار و دستی به کار برده می شوند و معروف ترین نوع کلاجی که در جعبه دنده های اتوماتیک به کار می رود، کلاج دیسکی چند صفحه ای می باشد که به دلایل زیر از آن استفاده می گردد: دیسک های چند صفحه ای کلاج دارای ظرفیت گشتاوری زیادی بوده و حجم کمی را اشغال می نمایند.

برخلا باندها، کلاج های دیسکی می توانند در حین گردش به آسانی درگیر شوند.

احتیاج به تنظیمات اولیه و ثانویه ندارد توجه داشته باشید که پیستون، صفحات کلاج را بر علیه رینگ قفلی و صفحه ی فشار دهنده به یکدیگر می فشارد.

رینگ قفلی پشت صفحه ی فشار دهنده و داخل یک شیار در دام پیستون قرار می گیرد.

سیستم سوپاپ دریچه گاز (Throttle valve System) سیستم سوپاپ دریچه گاز یک اثر گشتاوری حساس را برای وظایف زیر تولید می کند: تهیه یک فشار تکمیلی که به سوپاپ تعدیل فشار اعمال می گردد تا فشار مسیر را برای افزایش فشار نگهدارنده باندها و کلاج ها تقویت نماید.

در ارتباط با سوپاپ گاورنر مراحل تعویض خودکار را برای حدود تغییرات نامحدود ایجاد می نماید.

امکان دارد که در هر جا از سیستم هیدرولیک استفاده شود تا کیفیت تعویض را کنترل نماید.

به عنوان مثال برای کنترل نمودن عمل آکومولاتور (مخزن روغن) در یک درگیری کلاج به کار برده شده است.

سوپاپ سستم دریچه گاز یک نوع دیگر سوپاپ تعدیل می باشد زیرا در اینجا نیز یک نیروی هیدرولیکی در مقابل نیروی فنر متغیر متعادل می گردد .

از دو روش خلایی و مکانیکی در طراحی جعبه دنده ها برای بدست آوردن اثرات دریچه گاز استفاده می گردد.

نخست سیستم خلایی را مورد بررسی قرار می دهیم که دارای یک واحد یا فراگمی می باشد وظیفه ی واحد خلایی این است که خلاء ورودی مایننولد را دریافت می کند و از طریق نیروی فنر آن به سوپاپ دریچه گاز منعکس می نماید.

به واحد خلایی 3 نیرو اثر می کند فشار مطلق و نیروی فنر در سمت خلاء دیافراگم در جهت عمل سوپاپ و فشار جو در طرف دیگر دیافراگم اثر می کند اثر نیروی فنر مقدار فشار سوپاپ دریچه گاز را تعیین می کند و اثر فشار جو روی دیافراگم، اثر نیروی فنر به سوپاپ را کاهش می دهد و در نتیجه در وضعیت خلاء زیاد موتور مانند حالت دور آرام فشار اعمال شده به سوپاپ کم بوده و یا اصلاً فشار وجود ندارد.

هنگامی که دریچه گاز باز می شود خلاء موتور افت می کند و باعث افزایش نیروی فنر می گردد و فشار سوپاپ زیاد می گردد.

سیستم سوپاپ تعدیل خلایی (Vacuum Modulator vlave System) سیستم سوپاپ تعدیل خلایی (مدولاتور) در سیستم های کنترل هیدرولیک تمام جعبه دنده های رایج جنرال موتور به کار برده شده است و به طور کلی بعضی از همان وظایف سیستم سوپاپ دریچه گاز خلایی را انجام می دهد.

سوپاپ تعدیل با کنترل خلایی اثر فشار تعدیل شده را تنظیم می کند و فشار اصلی جعبه دنده متناسب با گشتاور ورودی به آن را (گشتاور موتور و مبدل) تغییر می دهد که حساس به خلاء موتور و فشار گاز ورنر می باشد.

سوپاپ مدولاتور بایستی خودش در مقابل نیروی فنر واحد خلایی موازنه گردد و توسط فشار گاورنر به حرکت متقابل فنر کمک نماید و در نتیجه اعمال فشار گاورنر به سوپاپ باعث می شود تا فشار مدولاتور را کاهش دهد.

واحد خلایی مدولاتور در دو نوع بدون جبران کننده و با جبران کننده ارتفاع طراحی شده که شبیه یکدیگر می باشند و مانند واحدهای خلایی سیستم دریچه گاز کار می کنند که قبلاً طرز کار آنها تشریح شده است و خلاء زیاد، یک فشار مدولاتور کم و خلاء کم، یک فشار مدولاتور زیاد را تولید می کند.

در بعضی جعبه دنده های اتوماتیک جنرال موتور، سیستم مدولاتور فقط برای تقویت مسیر اصلی فشار به کار برده شده است در این حالت یک سیستم سوپاپ دریچه گاز با کنترل مکانیکی اضافه گردیده تا عمل تعویض را در مواقع ضروری انجام دهد که در جعبه دنده دو سرعته پاورگلاید شورلت و جعبه دنده دو سرعته پونتیاک (M-35) به کاربرده شده است.

جعبه دنده های T-400 و T-350 و T-300 سیستم دریچه گاز اضافی ندارند بلکه از فشار مدولاتور برای عمل تعویض استفاده گردیده است.

سیستم سوپاپ گاورنر(Gorernor valve system) گاورنر یک سرعت سنج هیدرولیکی است توسط شافت خروجی جعبه دنده می چرخد و مانند سوپاپ تعدیل عمل می نماید و در یک اثر فشار هیدرولیکی را متناسب با سرعت اتومبیل به جعبه دنده منتقل می نماید و دراصل برای فرمان تعویض دنده های جعبه دنده هم زمان با سیستم دریچه گاز یا مدولاتور به کاربرده می شود و هم چنین در بعضی جعبه دنده ها یک اثر کمکی یا تقویت کننده ی سوپاپ های کنترل می باشد در اتومبیل های رایج امروزی چند نوع مجموعه گاورنر طراحی شده که همه ی آنها با استفاده از نیروی گریز از مرکز حاصل از حرکت دورانی عمل می کنند.

سیستم های تعویض دستی و خودکار (Automatic and manual shift system) وظیفه ی سیستم تعویض این است که نسبت نده ها را به موقع تغییر دهد یعنی سرعت اتومبیل را با عمل راننده تطبیق نماید.

اگر این تعویض ها خودکار انجام گردد، مسلتزم آن است که یک سوپاپ تعویض وجود داشته باشد.

جعبه دنده های متداول نیم اتوماتیک که در اتومبیل های سواری کوچک به کار می روند سیستم های تعویض خودکار ندارند و نسبت دنده های مورد نیاز بایستی فقط توسط راننده انتخاب گردد .

در صورتی که در تعویض های خودکار احتیاج به تعویض دنده ها توسط راننده نمی باشد.

سیستم های هیدرولیکی جعبه دنده ها عبارت بودند از: سیستم فشار، سیستم دریچه گاز یا مدولاتور، سیستم گاورنر علاوه بر آن سوپاپ دستی ، سروها و باندها و کلاچ ها که قبلاً تشریح گردید حالا به تشریح تعویض های خودکار و دستی می پردازیم که در آنها وظایف هر کدام از سیستم ها مرور خواهد گردید.

طرز کار سیستم تعویض خودکار و دستی را در یک نوع جعبه دنده دو سرعته متداول بررسی می کنیم و در مورد عناصر اصطکاکی آن بایستی کنترل گردد بحث می نماییم.

در وضعیت P و N عناصر اصطکاکی درگیر نمی باشند.

باند دنده یک برای درگیری حرکت نده یک خودکار و دنده یک دستی، کلاج حرکت به جلو یا حرکت مستقیم برای وضعیت خودکار دنده مستقیم و کلاج عقب برای دنده عقب به کار می رود.

بحث در مورد سیستم را با یک بررسی سریع در مورد سیستم تهیه فشار را آغاز می کنیم زیرا اساس حیات جعبه دنده می باشد و مستقیماً به سیستم تعویض ارتباط دارد.

سوپاپ تخلیه هوای پمپ روغن که به طور ساده هوای محبوس شده داخل سیستم را تخلیه می نماید فنر آن سوپاپ را در حالت باز نگه می دارد و اجازه می دهد که هوا تخلیه گردد تا اینکه فشار سیستم در مدار پمپ افزایش یابد.

وقتی که فشار پمپ افزایش یافت سوپاپ در محل سیست خود می نشیند و سوراخ را می بندد.

وظیفه مدولاتور فقط تعدیل یا تغییر فشار مسیر اصلی می باشد.

یک سیستم دریچه گاز مکانیکی به طور جداگانه در این مدار هیدرولیکی برای تعیین برنامه ی تعویض به کار می رود.

وضعیت های خلاص و پارک (Neutral and park): دیاگرام مسیر وضعیت پارک (P) و خلاص (N) را که شامل قسمتی از سیستم کنترل هیدرولیکی می باشد که در آن سیستم تهیه فشار، احتیاجات اصلی فشار، تغذیه مبدلف مدارات خنک کن و روغن کاری را برآورده می نماید.

سوپاپ دستی مسیر فشار روغن را به مسیرهای درگیری باند و کلاج قطع نموده است.

وضعیت حرکت D در دنده یک خودکار (Automatic Drive Range – Low Gear) : وقتی که سوپاپ دستی در وضعیت D باشد، مسیر اصلی فشار به سروی دنده یک منتقل می گردد و باند دنده یک درگیر می شود و دنده خورشیدی دنده یک ثابت می گردد درگیری باند دنده یک خودکار نمی باشد و توسط سوپاپ دستی انجام می گردد.

وضعیت خودکار حرکت D در حالت دنده مستقیم (Automatic Drive Range Hig Gear) وقتی که اتومبیل در دنده یک می باشد کنترل کننده های تعویض خودکار جعبه دنده برای تعویض از دنده به یک دنده مستقیم آماده می گردند.

جعبه دنده هایی که دارای تعویض خودکار می باشند یک یا چند سوپاپ تعویض (که در این حالت فقط یک سوپاپ تعویض داد)ف یک مدار گاورنر و یک مدار سوپاپ سیستم دریچه گاز را دار می باشند (بعضی وقت ها یک یستم مدولاتور به کار برده می شود که مانند سیستم دریچه گاز تغییرات فشار را به سوپاپ تعویض منتقل می نماید).

سوپاپ تعویض می تواند جریان را کنترل نماید و به آن جهت بدهد و باعث تعویض دنده گردد .

جابجایی و حرکت آن توسط مدارات گاورنر و سیستم دریچه گاز انجام می گردد.

افزایش سرعت اتومبیل باعث می گردد که سوپاپ تعویض باز شود و یا تعویض مستقیم انجام گیرد.

در صورتی که فشار سیستم دریچه گاز که اثر احساس گشتاور موتور می باشد، مایل است تا از حرکت سوپاپ به سمت تعویض مستقیم جلوگیری نماید و سعی می کند که آن را بسته نگه دارد.

سیستم دریچه گاز به طور مکانیکی توسط راننده از طریق اتصالات مربوطه به دریچه گاز و سیستم گاورنر توسط سرعت اتومبیل از شفات خروجی جعبه دنده فعال می گردند فشارهای گاورنر و سیستم دریچه گاز مستقیماً به دو انتهای سوپاپ تعویض دنده یک به دنده مستقیم اثر می نمایند.

فشار سیستم دریچه گاز در بیشتر حالات و در این مثال، قبل از این که به سوپاپ تعویض اثر نماید توسط سوپاپ تعدیل اصلاح می گردد.

علاوه بر آن یک نیروی فنر ثابت در سیستم دریچه گاز به کار برده شده تا نقطه ی بسته شدن آن را در تعویض معکوس تعیین نماید.

مشاهده می گردد که فشار مسیر اصلی از سوپاپ دستی در انتظار سوپاپ تعویض می باشد و زمینه حرکت را برای تعویض کامل آماده نموده است.

سیستم تعویضی که به طور نمونه توضیح داده شد دقیقاً مانند سیستم تمام جعبه دنده های اتوماتیک می باشد.

اگر شما با اتومبیلی که مجهز به دنده اتوماتیک می باشد رانندگی نمایید متوجه خواهید شد که نقاط تعویض در سرعت های مختلف انجام می گردد که به چگونگی جابجایی (کم یا زیاد نمودن) پدال گاز توسط پای شما بستگی دارد.

شاید تعجب نمایید ولی جواب آن ساده است.

کم باز شدن دریچه گاز یک اثر ضعیفی را به سوپاپ تعویض اعمال می نماید و فقط به سرعت کم اتومبیل احتیاج می باشد تا اثر گاورنر به مقدار کافی تولید گردد و فشار سیستم دریچه گاز و نیروی فنر را بی اثر نماید.

وقتی که راننده پدال گاز را می فشارد.

باز شدن دریچه گاز یک اثر بیشتری را به سیستم اعمال می نماید که متقابلاً به افزایش سرعت اتومبیل موکول می گردد و گاورنر اثر لازم را برای تعویض تولید می نماید.

برای انجام عمل تعویض محدودیت هایی از نظر سرعت وجود دارد به عنوان مثال در یک سیستم 2 سرعته، دامنه تعویض یک به دو معمولاً بین سرعت های 18 تا 65 مایل بر ساعت برای موتورهای 8 سیلندر V شکل می باشد در صورتی که دامنه تعویض برای موتورهای 6 سیلندر بین سرعت های 38 تا 45 مایل بر ساعت است.

سیستم تعویض خودکار مانند یک کامپیوتر هیدرولیکی می باشد و برای تعویض خودکار، متناسب با باز شدن دریچه گاز و سرعت اتومبیل برنامه ریزی می کند.

یعنی اطلاعات فرستاده شده را از سیستم های دریچه گاز و گاورنر دریافت نموده و سپس ارزیابی می کند و سرانجام اثر گاورنر به انتهای سوپاپ تعویض باعث تغییر نسبت دنده می گردد.

نمونه هایی از تعویض مستقیم و تعویض معکوس به طور خودکار (Automatic Usphift and Dowm shift patterns) تعویض های مستقیم خوکار همگی متناسب با باز بودن دریچه گاز با نقطه ی تعویض متغیر انجام می گیرد.

اگر موقعی که پدال گازف دریچه گاز را تا آخر باز نموده باشد و تعویض انجام گیرد در این حالت تعویض تمام گاز می باشد (سوپاپ باز دارنده بسته می باشد) .

اگر راننده مایل باشد که عمل تعویض در بالاترین سرعت اتومبیل انجام گیرد، بایستی پدال گاز را علاوه بر این که دریچه گاز کاملاً باز است بفشارد تا سوپاپ باز دارنده حرکت کند و مدار را باز نماید.

که در این حالت تعویض تمام گاز زیاد می باشد (سوپاپ بازدارنده باز است).

با حرکت دادن پدال گاز تا آخر که ارتباط آن با جعبه دنده به طور مکانیکی به انتهای سوپاپ بازدارنده در مجموعه ی سوپاپ سیستم دریچه گاز می باشد، اجازه خواهد داد که مسیر اصلی روغن بدون تاثیر سیستم دریچه گاز از مجرای سوپاپ بازدارنده به سوپاپ تعویض منتقل گردد.

سوپاپ بازدارنده را در حالتی که مسیر روغن، سوپاپ دریچه گاز را مسدود نموده است.

وقتی که سوپاپ بازدارنده به سمت راست حرکت کند، در این حالت فشار روغن سوپاپ دریچه گاز که مساوی فشار مسیر اصلی می باشد، می تواند با خط سیر خودش از طریق مدار باز دارنده به سوپاپ تعویض منتقل گردد با اعمال فشار سوپاپ سیستم دریچه گاز و سوپاپ بازدارنده که مساوی فشار مسیر می باشند، واضح می رگدد که چرا این مجموعه تعویض ماکزیمم را دارا می باشد.

در بعضی مجموعه های سوپاپ دریچه گاز مکانیکی، سوپاپ بازدارنده را سوپاپ دنده معکوس می نامند که همان وظیفه را انجام می دهد مانند جعبه دنده تورک فلایت خانواده جعبه دنده فورد کروئیز – ماتیک که با سیستم دریچه گاز با کنترل خلایی می باشد دارای یک مجموعه ی سوپاپ تعویض معکوس مجزا می باشد که به طور مکانیکی به دریچه گاز متصل می گردد و همان وظیفه سوپاپ باز دارنده را می باشد.

سوپاپ تعویض معکوس را می توان دقیقاً سوپاپ بازدارنده نامید.

در جعبه دنده های هیدراماتیک 400 و 350 و توربین 300 جنرال موتور سیستم بازدارنده از مجموعه سوپاپ تعدیل خلایی جدا می باشد.

سیستم بازدارنده 350 به طور مکانیکی می باشد در صورتی که سیستم های بازدارنده 400 و 300 به وسیله یک دکمه برقی توسط پدال گاز عمل می کند و یک سولفویید برقی که در مجموعه بدنه ی سوپاپ نصب می گردد را تحریک می نماید و باعث می گردد که عمل تعویض بازدارنده انجام گیرد.

در جعبه دنده شیفت کوماند امریکن موتور و در انوع جدید جعبه دنده فلاش – اُ – ماتیک نیز از همین روش استفاده می گردد در تمام سیستم های به کار رفته راننده توسط پدال گاز آن را کنترل می نماید.

تعویض های معکوس خود به 3 دسته تقسیم می گردد.

سریدن یا تعویض معکوس با بسته بودن دریچه گازف تعویض معکوس اجباری (بدون اثر سوپاپ بازدارنده) و تعویض معکوس اجباری (از طریق سوپاپ باردارنده).

کنترل این تعویض های معکوس توسط ایجاد فشارهای متغییر انجام می شود که به مسیرهای ویژه سوپاپ تعویض کننده اثر می کنند .

این فشارها شامل فشار گاورنر ، فشار سیستم دریچه گاز یا مدولاتور و فشار بازدارنده می باشد.

در سیستم جعبه دنده های دو سرعته در تعویض معکوس به دنده یک خودکار، سوپاپ تعویض ، تغذیه مسیر اصلی فشار را به مسیر کلاج قطع می کند.

حالت هائی که سبب تعویض های معکوس مختلف می گردد عبارتند از: کاهش سرعت اتومبیل، افزایش فشار به پدال گاز و یا هر دو تای آنها.

تعویض معکوس با بسته بودن دریچه گاز یا سریدن (Coat or closed Throttle Down shift) وقتی که از سرعت اتومبیل کاسته می گردد فشار گاورنر کاهش می یابد و سوپاپ تعویض در حالت حرکت دنده یک قرار می گیرد.

در سرعت تقریباً 15 مایل بر ساعت فشار گاورنر کمتر از نیروی فنر سوپاپ تعویض مربوط به سیستم دریچه گاز می گردد و نیروی فنر، سوپاپ را در حالتی نگه می دارد که روغن مدار دنده مستقیم تخلیه گردد که در این حالت نیروی فنر است که در حالت سریدن نقطه ی تعویض معکوس را با بسته بودن دریچه گاز تعیین می نماید.

فشار سوپاپ سیستم دریچه گاز در حالت بسته بودن دریچه گاز صفر می باشد.

و هیچ اثری به انتهای سوپاپ تعدیل فشار ندارد.

تعویض معکوس اجباری بدون اثر سوپاپ بازدارنده (Forced Down shift – to Detent) با کاهش یافتن سرعت اتومبیل افزایش فشار به پدال گاز باعث می شود که اثر سوپاپ سیستم دریچه گاز افزایش یافته و به انتهای سوپاپ تعدیل کننده سیستم دریچه گاز اعمال گردد این فشار بر فشار گاورنر غلبه می کند و سوپاپ تعویض را در وضعیت دنده یک قرار می دهد.

سوپاپ تعویض در وضعیت دنده یک باقی می ماند تا سرعت اتومبیل و در نتیجه فشار گاورنر فشار سوپاپ سیستم دریچه گاز را بی اثر نماید.

تعویض معکوس اجباری از طریق سوپاپ بازدارنده (Forced Down shift – through Detent) سیستم بازدارنده وقتی فعال می گردد و جعبه دنده به طور خودکار به دنده یک تعویض می گردد .

هم چنین سرعت اتومبیل نیز بایستی کمتر از سرعت ماکزیمم باشد تا تعویض معکوس از طریق سوپاپ بازدارنده انجام گیرد.

جعبه دنده در دنده یک باقی ماند تا این که راننده فشار وارد بر پدال گاز را کاهش دهد و یا این که سرعت اتومبیل به نقطه ی تعویض ماکزیمم برسد.

در اصل عمل سوپاپ بازدارنده موقتاً بر سوپاپ تعویض غلبه می نماید.

سرانجام سرعت اتومبیل و در نتیجه فشار گاورنر به حدی می رسد که بدون توجه ب حالت پدال گاز خواهد توانست جعبه دنده را به دنده مستقیم تعویض نماید.