اجزاء الجيربوكس

حتاج السيارة إلي عزم كبير لكي تتحرك من السكون وأيضا لكي
تتغلب علي المقاومات الموجودة بالطريق مثل صعود المرتفعات , ولما
كان عزم المحرك غير كافي لذلك كان يجب استخدام وسيلة تساعد
علي زيادة عزم المحرك وبالفعل تم استخدام صندوق التروس ( القير )
لأول مرة في عام 1898م. وصندوق التروس هو احد مكونات منظومة
نقل القدرة في السيارات ( انظر شكل 1), وهو يقوم بالوظائف الآتية :

أولا: إمداد السيارة بالعزم المطلوب للتحرك إلى الأمام (Forward) حسب ظروف الطريق.
ثانيا : عكس اتجاه حركة السيارة ( السرعة الخلفية) ( Reverse ).
ثالثا: وضع السيارة في الحياد ( المحرك يعمل والسيارة متوقفة) (Neutral).

[/url]
شكل رقم 1 , مسار نقل القدرة في سيارات الدفع الخلفي

يوجد أنواع متعددة من صناديق التروس وهي :

أولا : صناديق التروس العادية ( اليدوية ) Manual gearbox
الشكل رقم 2 يوضح مكونات صندوق التروس العادي ( اليدوي) , وهو من الداخل عبارة عن أربعة أعمدة مركب عليها مجموعة من التروس مختلفة الأقطار ومعشقة مع بعضها باستمرار ويتم استخدام مزامنات لتغيير السرعة حسب اختيار السائق ويتم استخدام قابض ( كلاتش) لكي يتم فصل ووصل الحركة بين المحرك وبين صندوق السرعات عند كل تغيير للسرعة أو عند إيقاف السيارة
وقد أدخلت العديد من التعديلات علي صندوق التروس حتى وصل إلي الشكل المستخدم اليوم في أنواع متعددة وكثيرة من السيارات , وما زال صندوق التروس اليدوي مستخدما في السيارات لما له من مميزات منها :
1- كفاءة عالية في نقل الحركة
2-تكاليف الصيانة قليلة
3-سهولة التصميم والتصنيع

أما العيوب الموجودة بصناديق التروس اليدوية فهي تتمثل في الأتي :
1- إجهاد وتعب السائق
2- تلف الكلاتش المستمر
3- تلف التروس عند عدم انتباه السائق
4- حدوث ضوضاء نتيجة تأكل لتروس وتأكل مكونات الكلاتش

[/url]
شكل رقم 2 مكونات صندوق التروس العادي ( اليدوي)

ثانيا : صناديق التروس الاتوماتيكية Automatic gearbox 
نتيجة للعيوب الموجودة في صندوق التروس اليدوي فقد تم التفكير في الصناديق الاتوماتيكية , وقد تم إنتاج أول صندوق سرعات اتوماتيك يعمل بواسطة محول العزم عام 1948 بواسطة شركة Buick .الشكل رقم 3 يوضح مكونات احد

صناديق التروس الاتوماتيكية وهذا النوع لا يحتوى على كلاتش ولا دعسة للكلاتش وإنما يتم فصل الحركة بطريقة اتوماتيكية عن طريق وسيلة تسمي محول العزم كما لا يوجد عصا لتغيير السرعات وإنما تتم عملية التغيير بطريقة اتوماتيكية مع زيادة سرعة المحرك بعد وضع العصا على الوضع D , وللرجوع للخلف يتم وضع العصا علي الوضع R .
و الجير الاتوماتيك المستخدم هذه الأيام معقد التركيب ويحتوى علي أنظمة ميكانيكية وأنظمة هيدروليكية وأنظمة كهربائية ووحدة تحكم الكترونية ويمتاز الجير الاتوماتيك بالاتي :

1- يوفر راحة لقائد السيارة
2- التخلص من مشاكل الكلاتش ( في الجير العادي)
3- ينقل الحركة بسهولة ونعومة وبدون أصوات

أما عيوب الجير الاتوماتيك فهي تتمثل في الأتي :
1-معقد التركيب ( صعوبة الصيانة والإصلاح)
2-كفاءة التشغيل اقل من الجير العادي
3 -السعر اغلي

[/url]
شكل رقم 3 , صندوق السرعات الاتوماتيك

ثالثا : صناديق التروس المتغيرة باستمرار ( تعمل بواسطة سير )
(CVT) Continuously Variable Transmission
في الجير الاتوماتيك يوجد العديد من المكونات مثل الكلاتشات والتروس الكوكبية والأحزمة الفرملية والسيرفو و البلوف وطلمبة الزيت و ….. مما يجعل الجير الاتوماتيك معقد التركيب ,وذلك يعنى أن الصيانة أصعب والسعر اغلي .
لذلك كانت هناك ضرورة للبحث عن وسيلة لنقل الحركة تتمتع بمميزات الجير الاتوماتيك وتكون اقل في عدد الأجزاء والوزن أيضا وتساعد على تخفيض استهلاك الوقود.
بداء استخدام الجير المتغير السرعة CVT في السيارات الأوربية في بداية الخمسينات من القرن الماضي (1950) ثم بداء استخدامه في السيارات الأمريكية بداية التسعينات (1990)

ما هو الــ CVT ؟؟
الــ CVT هو صندوق سرعات بسيط التركيب فهو يحتوى فقط على ثلاث مكونات أساسية هي:
بكرة قائدة متغيرة القطر
سير من المعدن أو المطاط الشديد الاحتمال
بكرة منقادة متغيرة القطر

ولا يحتوى على اى من المكونات الموجودة بالجير الاتوماتيك او الجير العادي .

كما يحتوى الجير أيضا على بعض الحساسات ووحدة تحكم ومشغلات ولكن الأجزاء الثلاثة السابقة هي أهم المكونات.
السيارات التي تستعمل الCVT هي : فورد – ميتسوبيشي – هوندا – نسيان التيما – أودى – تويوتا برايوس–دودج – GM – BMW

[/url]
شكل رقم 4 , المكونات الأساسية للجير CVT وطريقة التشغيل

التركيب والتشغيل :
كما هو واضح من الشكل 4 , الجير يتكون من بكرتين ,تصنع كل بكرة من مخروطين متقابلين (كل مخروط له درجة ميل 20 درجة) ويوضع السير المطاطي أو المعدني بينهم ويكون غالبا على شكل حرف V , يتم استخدام عدة طرق لتحريك البكرات منها القوى الطاردة المركزية أو ضغط الزيت عن طريق التحكم الالكتروني وبعض الحساسات .

يتم تثبيت البكرة القائدة على عمود الكرنك ( محرك السيارة) والأخرى تكون منقادة وتثبت على عمود الخروج إلى عمود الكردان ثم المحور الخلفي .
إذا تم زيادة قطر احد البكرتين فان البكرة الأخرى يقل قطرها حتى يظل السير مشدود باستمرار وبذلك نحصل على عدد لانهائي من السرعات عند اى سرعة من المحرك

[/url]
الشكل السابق يوضح مقطع في السير المعدني حيث يمكن التعامل مع جميع العزوم الناتجة من المحرك لان بة مرونة شديدة أيضا لا يوجد بة أصوات أثناء التشغيل

المميزات :
-تغيير سرعة السيارة مع المحافظة على سرعة المحرك عند أفضل كفاءة
-تحسين كفاءة الوقود وأيضا تحسين انبعاث غازات العادم (10% اقل في استهلاك الوقود ( تجارب شركة نيسان)
-العمل بنعومة كبيرة حيث لا يوجد تروس تعمل على التعشيق الفجائي وتسبب ضوضاء
-عدد الأجزاء المتحركة اقل بنسبة 25 % من الجير الاتوماتيك
-اقل في الوزن والحجم من الجير العادي الاتوماتيك
-الصيانة أسهل
-الزيت لا يحتاج إلى تغيير كما في الجير الاتوماتيك

العيوب :

-القدرة المستنتجة اقل
-كلما زاد الضغط على دواسة الوقود تزيد سرعة السيارة مع عدم زيادة سرعة المحرك وذلك يعنى عدم زيادة القدرة الخارجة من المحرك
-العزم المنقول بواسطة الجير محدود بسبب استخدام السير أو الجنزير
-محدودية استخدامه في بعض الدول

رابعا : الجير العادي ذو التحكم الالكتروني SENSODRIVE GEARBOX 
بدء استعمال الجير العادي ذو التحكم الالكتروني منذ عدة سنوات في السيارات الستروين CITROEN وهذا النوع من صناديق السرعات هو نفسه صندوق السرعات العادي (الجير العادي) المكون من عدد من الأعمدة والتروس المختلفة

الأقطار ولكن تم الاستغناء عن جميع الوصلات الميكانيكية التي تربط السائق والجير فلا يوجد دواسة للكلاتش ولا يوجد عصا أو وصلات للتعشيق.

ويتم زيادة أو تقليل السرعة عن طريق ذراعان بعجلة القيادة وبمجرد لمسة خفيفة على زراع زيادة السرعة (+) تزيد سرعة السيارة تلقائيا وبمجرد لمسة أخرى خفيفة على زراع تخفيض السرعة (-) تقل السرعة تلقائيا , انظر شكل رقم 5

[/url]
شكل رقم 5 ,ذراع تغيير السرعة (زيادة) بعجلة القيادة (ستروين)

يتم التحكم في الجير عن طريق وحدة تحكم الكترونية Control Unitحيث تعمل هذه الوحدة على التحكم في نوعين من المشغلات (Actuators ) كما هو موضح بالشكل رقم 6 :

1- المشغل الأول للتحكم في الكلاتش
2- والمشغل الثاني لتغير السرعة

والمشغل هو عبارة عن وسيلة ميكانيكية تعمل على تحويل الإشارات الكهربائية إلى حركة ميكانيكية ( خطية أو دائرية). أيضا تعمل وحدة تحكم الجير بالتوازي مع وحدة تحكم المحرك .
يتضمن برنامج وحدة التحكم على جميع ظروف التشغيل المحتملة لنحصل على أفضل تعشيق يناسب الظروف الموجودة مثل ( وضع عصا الجير -وضع دعسة الوقود – وضع الفرامل – سرعة السيارة – فرامل المانعة للانغلاق – عزم المحرك – حرارة المحرك – … )
تعمل وحدة تحكم الجير عند تغيير السرعة على قطع القدرة من المحرك ثم فصل الكلاتش ثم تغيير السرعة ثم وصل الكلاتش فتصل القدرة من المحرك مرة أخرى) تعمل وحدة التحكم على تحليل رغبات
السائق وسلوكه وحالة القيادة ( منحنى – هبوط طريق صعود ) تم تختار التعشيقة المناسبة لهذه الظروف .
يمكن الحصول على خمس تغيرات للسرعة الأمامية بمجرد لمسة خفيفة من السائق لذراع التغيير وتكون عجلة القيادة ثابتة مما يعطى راحة اكبر للسائق ويوفر الأمان أيضا.
لمزيد من الأمان تم وضع اختيار السرعة الخلفية أو وضع السيارة في الحياد في عصا التعشيق الموجودة بجوار السائق
عند دفع العصا لجهة اليمين يتم وضع السيارة في الحياد ولاختيار السرعة الخلفية يتم الضغط على دعسة الفرامل ثم يتم دفع العصا لليمين ثم للخلف.
إذا أراد السائق أن يتوقف بالسيارة في إشارة مثلا فعند الضغط على دعسة الفرامل تعمل وحدة التحكم على تغيير السرعة إلى الأقل حتى تتوقف السيارة نهائيا

وإذا أراد السائق أن يتحرك بالسيارة وعند لمس دعسة الوقود فان وحدة التحكم تنقل السرعة إلى الأعلى تلقائيا وتتم هذه العمليات بكل سهولة ويسر

للحصول على أقصى أمان عند التشغيل تم وضع بعض عوامل الأمان منها :

-لا يدور المحرك في بداية التشغيل إلا إذا وضع السائق القدم على دعسة الفرامل
-لا يمكن وضع عصا التعشيق على السرعة الخلفية إلا إذا وضع السائق القدم على دعسة الفرامل وكانت السيارة متوقفة تماما
-إذا كانت السيارة متوقفة لمدة طويلة والمحرك يعمل والجير في وضع تعشيق يعمل النظام على تغيير وضع السرعة إلى وضع الحياد تلقائيا

مميزات التحكم الالكتروني في الجير العادي :

-الاستفادة من مميزات الجير العادي مثل العزم
-توفير قدر كبير من الراحة للسائق
-يجعل السائق يركز في القيادة
-تقليل استهلاك الوقود