ناقل الحركة/ صندوق التروس اليدوي

Manual transmission/Gearbox

ناقل الحركة اليدوي Manual Transmission / صندوق التروس (نقل العزم والحركة "مباشر, أو تكبير أو تقليل العزم على حساب السرعة" من القابض إلى محور العجل). الانواع, نظرية العمل, الاجزاء.

ناقل الحركة/صندوق التروس يوفر اختيار النقلات المناسبة لحالات القيادة المختلفة: البداية من التوقف, صعود مرتفع, أو السير على طريق مستوي. كلما انخفضت النقلة, كلما قلت سرعة دوران العجل مقارنة بسرعة المحرك (النقلة الأولى: اقل سرعة واكبر عزم, النقلة الثانية: تزيد في السرعة عن النقلة الأولى, وتقل في العزم عن النقلة الأولى, وهكذا..). صندوق التروس هو المرحلة الثانية في نظام نقل القدرة, يأتي ترتيبه بعد القابض clutch. هو غالبا ما يثبت في مؤخرة المحرك, ويكون القابض بينهما.  السيارات الحديثة ذات ناقل الحركة اليدوي لها أربعة أو خمسة نقلات امامية forward gear (1,2, 3,…) وواحدة خلفية reverse gear (R), بالإضافة إلى وضع الحياد neutral (N). ذراع نقل الحركة, يشغل عن طريق السائق, وهو يتصل بعدد من اعمدة الاختيار في أعلى او في جنب صندوق التروس. اعمدة الاختيار تكون موازية للأعمدة التي تحمل التروس. التصميم الاكثر شعبية هو صندوق التروس ذات التعشيق الثابت constant-mesh gearbox, له ثلاثة اعمدة: عمود الدخل input shaft, عمود الحياد lay shaft, والعمود الرئيسي main shaft, وجميعها تدور على كراسي تحميل bearings مثبتة في فارغة صندوق التروس. وهناك أيض عمود مركب عليه الترس الوسطي idler pinion للنقلة الخلفية. المحرك يقوم بإدارة عمود الدخل (عن طريق القابض), الذي يدير عمود الحياد. عمود الحياد يدير التروس في العمود الرئيسي, التي تدور بحرية على العمود, حتي يتم تعشيقها مع العمود حسب الاختيار, عن طريق جهاز تعشيق متزامن synchromesh device, الذي مركب على مراود splined بالعمود. جهاز التعشيق المتزامن هو ما يقوم السائق في الواقع بتشغيله, من خلال ذراع النقل, عن طريق تحريكه على عمود اختيار عن طريق شوكة به والتي تقوم بتحريك جهاز التزامن لتعشيق الترس. بعض صناديق التروس بها ترس إضافي, يطلق عليه ترس فوق السرعة overdrive, يوفر سرعة اعلى من سرعة النقلة العالية وبالتالي يعطي قيادة اقتصادية في سرعة السير cruising speed. (النقلات 1, 2, 3 لها نسبة نقل أقل من 1, تقلل السرعة, وتزيد العزم. النقلة المباشرة direct drive (يتم نقل السرعة والعزم كما للمحرك), نقلة فوق السرعة over drive تزيد من سرعة الخرج وتقلل العزم).

ناقل الحركة اليدوي manual transmission, والمعروف أيضا صندوق التروس اليدوي manual gearbox, النقل بالعصا stick shift, الناقل اليدوي له عدة- سرعات n-speed manual, ويطلق عليه ناقل الحركة القياسي standard, أو أم تي MT نسبة إلى (Manual Transmission), أو بالعامية الإنجليزية بالولايات المتحدة (العصا stick) نسبة إلى طريقة عمل النقلات, هو ناقل حركة يستخدم في المركبات. ويستخدم قابض clutch يعمل عن طريق بدال يستخدمه السائق بالقدم foot pedal للسيارات, وذراع يدوي للدرجات النارية, لتنظيم العزم torque المنقول من المحرك إلى نظام نقل الحركة.  له نظام اختيار للنقلات gear selector عن طريق اليد (بالسيارات) وبالقدم (بالدرجات النارية motorcycle).

ناقل الحركة الحديث تكون جميع التروس به متصلة في كل الاوقات والتي يطلق عليه ناقل الحركة ذو التعشيق المستمر constant-mesh transmission, والذي يستخدم تزامن التعشيق synchro-mesh لتعشيق التروس مع الاعمدة التي تدور عليها بحرية. هناك نوع اخر من ناقل الحركة اليدوي يطلق عليه التعشيق المنزلق sliding mesh transmission, حيث تكون التروس على الاعمدة غير معشقة مع بعضها البعض, ويتم زلقها على العمود (ذو المراود) عن طريق الشوكة المتصلة بذراع الاختيار.

صندوق تروس ذو تعشيق انزلاقي sliding mesh	صندوق تروس ذو تعشيق مستمر constant mesh

يتميز نظام ناقل الحركة اليدوي بوجود قابض يعمل عن طريق السائق, وعصا اختيار للنقالات gear stick. معظم ناقلي الحركة بالسيارات يسمح للسائق باختيار النقلات الأمامية forward gear ratio في أي وقت. ولكن البعض منها, مثل الموجودة في العادة بالدرجات النارية وبعض السيارات, يسمح للسائق فقط باختيار النقلة التالية الأعلى أو النقلة السابقة الأقل. هذا النوع من النقل يطلق عليه النقل اليدوي التتابعي sequential manual transmission. يتميز هذا النوع بالإضافة إلى سهولة الاستخدام بالنسبة للسائق, هو أن استخدام القابض عن طريق القدم أو اليد يمكن التقليل منه أو إلغائه نهائيا, وينحصر استخدام القابض فقط في البداية من التوقف التام.

في ناقل الحركة اليدوي, الحذافة تتصل مع عمود المرفق للمحرك وتدور معه. قرص القابض يقع بين قرص الضغط pressure plate بالقابض والحذافة, ويتصل مع سطح الحذافة بواسطة الضغط المؤثر عليه من قرص الضغط تحت تأثير قوى النوابض springs. عندما يدور المحرك والقابض متصل (ليس هناك ضغط بالقدم على بدال القابض), تعمل الحذافة على تدوير قرص القابض وبالتالي ناقل الحركة. مع الضغط على بدال القابض, يتم دفع رمان بلي فصل القابض throw out bearing, مؤديا إلى منع قرص الضغط من التأثير بالضغط على قرص القابض وبالتالي يمنع قرص القابض من الحصول على القدرة من المحرك, وبذلك يمكن للسائق عمل نقلة التروس بدون وجود قوة بين اسنان التروس. عند رفع القدم من على بدال القابض (تحرير دواسة القابض), يتم إلغاء تنشيط رمان بلي فصل القابض, ويدفع قرص القابض مرة اخرى إلى سطح الحذافة, مما يسمح له ببدء تلقي القدرة من المحرك.

ناقل الحركة الحديث للسيارات يستخدم في العادة من أربعة إلى ستة نقلات أمامية ونقلة خلفية, وقد يكون مدى النقلات في بعض السيارات من أثنين إلى سبعة نقلات. ناقل الحركة للشاحنات الثقيلة قد يكون بها عدد نقلات من 8 إلى 25 نقلة بحيث توفر مدى واسع للنقلات مع نسب نقلات متقاربة للإبقاء على عمل المحرك خلال مدى القدرة power band للمحرك.

في معظم السيارات ذات ناقل الحركة اليدوي, يتم اختيار التروس عن طريق استخدام ذراع يطلق عليها عصا صندوق التروس gear stick, أو عصا النقل shift stick, أو عصا تغير التروس gearshift, أو ذراع النقل gear lever, أو مختار النقل gear selector, أو الناقل shifter. هذا الذراع يتصل مع ناقل الحركة عن طريق وصلات وكبلات, ويثبت بأرضية السيارة, أو لوحة القيادة, أو عمود التوجيه.  

نمط النقل Shift pattern باستخدام عصا النقل, يتم كما في رسم مخطط النقلات على مقبض عمود اختيار السرعات لبيان وضعية العصا لاختيار النقلات, غالبا ما توضع حركة النقل الخلفي في مكان بعيد أو تحتاج إلى الضغط عند اجراء النقل حتى لا يحدث تعشيق خاطئ من الامام للخلف اثناء سير السيارة.

المادة العلمية:

Types of gears http://thecartech.com/subjects/auto_eng/Gear_Types.htm

http://thecartech.com/subjects/auto_eng/Auto_eng_3.htm The gear box

المراجع:

https://en.wikipedia.org/wiki/Manual_transmission Manual transmission
http://www.howacarworks.com/basics/how-manual-gearboxes-work How manual gearbox work
http://www.wikihow.com/Drive-Manual Drive manual
http://www.wikihow.com/Drive-Smoothly-with-a-Manual-Transmission Drive smoothly with a manual transmission
https://www.svce.ac.in/departments/auto/Lesson%20plan/III%20YEAR%20CLASS%20NOTES/AT2301/UNIT%20II.pdf  Gearbox
https://en.wikipedia.org/wiki/Gear_stick Gear stick
https://en.wikipedia.org/wiki/Sequential_manual_transmission  Sequential manual transmission
https://en.wikipedia.org/wiki/Gear_train  Gear train (gear ratios)
https://www.quora.com/What-is-the-advantges-of-a-constant-mesh-gear-box-over-the-sliding-mesh-gear-box
https://www.quora.com/What-is-a-synchromesh-gearbox-and-how-it-is-different-from-a-constant-mesh-gearbox

مقارنة بين نظام نقل القدرة/ الحركة اليدوي وناقل القدرة/الحركة الذاتي

يختلف ناقل القدرة الذاتي عن ناقل القدرة اليدوي في التصميم والتركيب والمميزات والعيوب, الرابط التالي باللغة العربية يقوم بمقارنة بين النظامين.

http://thecartech.com/KnowYourCar/VS/manual_vs_automatic_transmission_files/manual_vs_automatic_transmission.aspx  (باللغة العربية)

http://manualversusautomatic.com/ Manual Versus Automatic Transmission
http://www.consumerreports.org/cro/2012/01/save-gas-and-money-with-a-manual-transmission/index.htm Manual vs. automatic transmission
https://www.budgetdirect.com.au/blog/manual-vs-automatic-car-transmission-pros-cons.html Manual vs automatic car transmission (pros-cons)
http://www.nydailynews.com/autos/driving-stick-pros-cons-manual-transmissions-article-1.1247896 Driving stick pros-cons manual transmissions
https://www.thezebra.com/insurance-news/2805/manual-vs-automatic/ Manual vs automatic
http://www.edmunds.com/fuel-economy/five-myths-about-stick-shifts.html Five myths about stick shifts