گیربکس های اتوماتیک و ساختار و عملکرد آنها

گیربکس های اتوماتیک را می‌توان به ۳ بخش کلی تقسیم کرد؛ مبدل گشتاور، بلوک هیدرولیک و مجموعه دنده‌ها و کلاچ‌ها.
مبدل گشتاور یا توربین، رابط میان پیشرانه و گیربکس است که از ۲ توربین (روتور) اصلی تشکیل شده است. یکی از توربین‌ها از میل‌لنگ دور گرفته و با ایجاد جریان گردابی در روغن هیدرولیک، توربین دوم را که به جعبه دنده  متصل است، به گردش در‌می‌آورد. حد‌فاصل این توربین‌ها، استاتور قرار گرفته که با تغییر جهت سیال خروجی از پره‌های توربین‌ها، نیروی کمکی برای مجموعه را فراهم می‌کند.

علاوه بر این گیربکس های اتوماتیک علی‌رغم تمام مزایای که دارند، به دلیل ساختار پیچیده، فرآیند عیب‌یابی دشواری دارند و البته ‌هنگام بروز خرابی گیربکس و در نهایت خودرو، خودرو جرثقیلی می‌شود.

در نتیجه به دلیل این نوع طراحی، مبدل گشتاور قادر به بکسواد‌ کردن و قفل‌کردن است که موجب می‌شود دیگر نیازی به کلاچ جهت قطع و وصل‌کردن ارتباط پیشرانه و جعبه دنده هنگام توقف یا تعویض دنده نباشد. گشتاور پیشرانه از طریق مبدل گشتاور به خود گیربکس می‌رسد. گیربکس های اتوماتیک شامل مجموعه‌ای از دنده‌ها و کلاچ‌ هاست که توسط مجموعه بلوک هیدرولیک کنترل می‌شود. هرکدام از دنده‌ها در واقع یک مجموعه دنده سیاره‌ای و خورشیدی هستند که با ضریبی معین انتقال دور را انجام می‌دهند و هنگامی درگیر می‌شوند که بلوک هیدرولیک مسیر کانال روغن کلاچ آنها را باز کند.

با کلاچ‌کردن هر دنده، مجموعه خورشیدی و دنده سیاره‌ای آن قفل شده و شروع به انتقال دور می‌کند. بلوک هیدرولیک در واقع یک مجموعه سوپاپ و کانال می باشد که فشار روغن مورد نیاز خود را از پمپ هیدرولیک جعبه دنده و انباره روغن تامین می‌کند. در شرایط مختلف رانندگی، بلوک هیدرولیک با باز و بسته کردن سوپاپ‌های خود و هدایت روغن از طریق کانال‌های مختلف، کلاچ هر یک از دنده‌های مورد نیاز را درگیر می‌کند تا امکان رانندگی با دنده مناسب فراهم شود. بسته به سطح تکنولوژی به کار رفته، مکانیسم بلوک هیدرولیک مختلف است. در گیربکس‌های قدیمی‌تر، بلوک هیدرولیک از قطعه‌ای به نام گاورنر فرمان می‌گیرد. گاورنر یک حسگر مکانیکی حساس به سرعت دوران است.

هر چه گاورنر سریع‌تر بچرخد، نیروی گریز از مرکز وزنه‌های آن را از هم بازتر می‌کند و موجب می‌شود که گاورنر فشار روغن بلوک هیدرولیک را بالا برده و سوپاپ‌های آن را به سمت دنده‌های بالاتر باز کند. با افت سرعت دوران، عکس این قضیه رخ می‌دهد و دنده‌ها معکوس می‌شوند. در گیربکس‌های جدید، کنترل بلوک هیدرولیک کاملا الکترونیکی بوده و سوپاپ‌های آن برقی می باشد.

کنترل یونیت جعبه دنده به کمک سنسورهای مختلفی که روی گیربکس دارد، اشراف کاملی به شرایط آن داشته و دنده صحیح را انتخاب می‌کند. حالت کاری گیربکس نیز به وسیله اهرم دنده توسط راننده تعیین می‌شود که یونیت جعبه دنده و بلوک هیدرولیک برمبنای آن عمل می‌کنند.