خودروها به دلیل فیزیک موتورهای درون سوز احتیاج به جعبه دنده دارند. همه موتورها دارای یک خط قرمز (redline) هستند. خط قرمز بالاترین میزان rpm است که موتور میتواند داشته باشد. یک موتور ممکن است بیشترین اسب بخار را در 5500 دور بر دقیقه تولید کند در این شرایط ، جعبه دنده با استفاده از نسبت دور چرخدنده ها سبب کاهش یا افزایش سرعت شفت خروجی و در نهایت خودرو می گردد. در اینصورت شما با افزایش دنده و افزایش سرعت خودرو میتوانید میزان دور بر دقیقه موتور را زیر خط قرمز نگه دارید.

جعبه دنده دستی از طریق کلاچ به موتور متصل است. شفت ورودی به جعبه دنده برابر با همان میزان rpm خروجی از موتور است.
یک جعبه دنده 5 سرعته دستی نسبت دورهای مختلفی را از شفت ورودی به شفت خروجی ایجاد میکند. در زیر میتوانبد نسبت دور خودروی مرسدس بنز کلاس سی که از جعبه دنده پنج سرعته دستی بهره می برد را مشاهده کنید:

 

دندهنسبت دورمیزان دور بردقیقه شفت خروجی با 3000 دور بر دقیقه شفت ورودی
1st2.315:11,295
2nd1.568:11,913
3rd1.195:12,510
4th1.000:13,000
5th0.915:13,278

 

همانطور که جدول مشاهده می کنید با وجود اینکه شفت ورودی 3000 دور بر دقیقه ثابت است اما در دنده 5 میزان دور به 3278 رسیده است که بیش از میزان تولید موتور است که همین امر دلیل استفاده از جعبه دنده در خودروها می باشد.

اجزای مرتبط به یک جعبه دنده

در تصویر زیر مشاهده میشود که وقتی راننده خودرو را روی دنده یک قرار میدهد طوقه با چرخدنده آبی درگیر میشود.

نمایی از یک گیربکس دو سرعته دستی

در این تصویر که یک گیربکس دو دنده است شفت سبز رنگ که از خودرو خارج میشود محور کمکی قرمز رنگ را می چرخاند که این محور قرمز نیز سبب چرخش چرخدنده های آبی میشود. در بین این دو چرخدنده آبی یک طوقه قرار گرفته است که اگر راننده خودرو را روی دنده یک قرار دهد طوقه با چرخدنده سمت راست درگیر میشود که هرکدام از چرخدنده ها یک نسبت دور را تولید میکند. موقعیت هر چرخدنده در هر گیربکس متفاوت است.

وقتی راننده ای هنگام تعویض دنده اشتباه کند، صدای سایشی از جعبه دنده میشوند که این اتفاق به دلیل تداخل بین چرخدنده ها نیست. همانطور که در شکل می بینید چرخدنده ها همیشه باهم مش شده هستند و این طوقه است که وقتی چفت شدن آن به درون سوراخ های چرخدنده بصورت ناموفق و ناقص انجام شود چنین صدایی شنیده میشود..

تصویر زیر یک گیربکس پنج سرعته دستی را نشان میدهد که در اکثر خودروهای امروزی رایج است. وجود یک چرخدنده هرزگرد بین دو چرخدنه سبب معکوس شدن جهت حرکت شفت خروجی میشود که این امر سبب فراهم شدن دنده عقب خودرو میشود.

نمایی از یک گیربکس 5 سرعته دستی

منبع howstuffworks.com