تحقیق درباره سيستمهاي انتقال قدرت

مقدمه

    امروزه سيستم انتقال قدرت دستي MT) )(موسوم به گيربكس دستي) كه به وسيله راننده از طريق سيستم تعويض دنده و عملكرد كلاچ كنترل مي‌شود، در حال تغيير و تحول مي‌باشد. در سالهاي گذشته تعداد نسبت تبديل‌ها از چهار به پنج رشد يافته و براي خودروهاي ورزشي اين تعداد حتي به 6 دنده (مستقيم يا جلو) نيز مي‌رسد. اين افزايش تعداد دنده‌ها در كاهش مصرف سوخت موثر مي‌باشد. در حال حاضر صنايع سيستم انتقال قدرت متعارف در جهت افزايش كاربرد مواد سبك، افزايش تعداد نسبت تبديل‌ها، كاهش تعداد قطعات متحرك و افزايش كنترل الكترونيكي در حال تغيير است.

            سيستم‌هاي انتقال قدرت در حالت كلي به چند نوع تقسيم‌بندي مي‌شوند:

- سيستم انتقال قدرت دستي (گيربكس دستي)

- سيستم انتقال قدرت اتوماتيك (AT)

 - سيستم انتقال قدرت دستي با كلاچ اتوماتيك (MTAC)

- سيستم انتقال قدرت دستي اتوماتيك شده (AMT)

 - سيستم انتقال قدرت با تغييرات نسبت تبديل پوسته (CVT)

- سيستم انتقال قدرت متغير نامحدود (IVT)

            سالهاي متمادي اروپايي‌ها فقط از دو نوع گيربكس استفاده مي‌كردند- گيربكس اتوماتيك مرسوم و گيربكس متداول دستي. اما در اين ايام امريكايي‌ها و ژاپني‌ها بيشتر از گيربكس‌هاي اتوماتيك مرسوم به عنوان گيربكس استاندارد برروي خودروها استفاده مي‌نمودند. علت اين موضوع اين بود كه اروپايي‌ها معتقد بودند كه سيستم انتقال قدرت اتوماتيك گران و پرهزينه است. گذشت زمان سبب تغيير اين برداشت از گيربكس اتوماتيك شد. موضوعاتي مثل قابليت رانندگي، اقتصادي بودن، همچنين افزايش سطح درآمد مردم در اروپا باعث شد كه مردم اروپا پيش از پيش به گيربكس اتوماتيك گرايش پيدا كنند.

            از ديگر دلايل اين تغيير عقيده مي‌توان مسئله نياز به كاهش آلاينده‌هاي خروجي خودرو و نيز نياز به بهينه‌سازي مصرف سوخت با توجه به افزايش قيمت سوخت و مسئله حفظ محيط‌زيست اشاره كرد.

            صنعت گيربكس و سيستم انتقال قدرت امروزه توسط سازندگان توانمند در اروپا، آمريكا و ژاپن تقريباً به همه دنيا راه پيدا كرده است. در امريكا و ژاپن همانگونه كه اشاره شد اكثر خودروها مجهز به گيربكس اتوماتيك هستند. در صورتي كه در اروپا فقط %15 خودروها مجهز به گيربكس اتوماتيك هستند و بقيه بازار اختصاص به گيربكس‌هاي دستي دارد. در اروپا جائيكه پايه طراحي و ساخت سيستم‌هاي انتقال قدرت دستي استوار است، تحقيقات وسيعي در زمينه اتوماتيك كردن گيربكس‌هاي دستي در حال انجام است. نمونه‌هاي موفق و خوبي را نيز برروي خودروها سوار كرده‌اند. اين گيربكسها ابتدا برروي خودروهاي ميني و سبك سوار شده است ولي در آينده نزديك اين نوع سيستم انتقال قدرت برروي خودروهاي لوكس با حجم بالا نصب خواهد شد. در زمينه گيربكس CVT نيز اروپائيها كارهاي ارزشمندي را كرده‌اند اما هزينه بالا و نيز كارايي كم نسلهاي اول CVT در جهت انتقال گشتاور مانع از توسعه لازم اين نوع سيستم انتقال قدرت شده است. گيربكسهاي اتوماتيك در اروپا براي ماشينهاي سنگين و لوكس با حجم خيلي بالا استفاده مي‌شود و در اين كلاس از خودرو از جايگاه ويژه‌اي برخوردار است. انديشه كلي توسعه سيستم انتقال قدرت بهبود بخشيدن به كاهش مصرف سوخت، كاهش انتشار آلاينده‌ها و عملكرد بهتر و در عين حال افزايش قابليت رانندگي و افزايش راندمان خودرو وهمچنين كاهش هزينه‌ها براي مشتري مي‌باشد. يكي از ابزارهاي موثر در دستيابي به اين اهداف استفاده از الكترونيك براي كنترل بهتر سيستم انتقال قدرت مي‌باشد. به همين خاطر امروزه مشاهده مي‌شود كه گيربكس سازان قدمت دار جهان چه در زمينه گيربكس‌هاي اتوماتيك و چه دستي در طراحي محصولات جديد خودشان ارتباط تنگاتنگ با شركتهاي بزرگ الكترونيك برقرار كرده‌اند تا از اين طريق سختگيريهاي دولتها را در جهت كاهش مصرف سوخت و كاهش ميزان آلودگي و نيازهاي مشتريان خودشان را پاسخگو باشند.

انواع سيستمهاي انتقال قدرت را نام ببرید :

1-1- سيستم انتقال قدرت دستي

            كاربرد اين نوع گيربكس در خودروهاي اروپايي متداول است. اين نوع گيربكس بوسيله راننده از طريق سيستم تعويض دنده و كاركرد كلاچ كنترل مي‌شود. در سالهاي گذشته تعداد نسبت تبديل‌ها از چهار به پنج رشد يافته و براي خودروهاي ورزشي اين تعداد حتي به 6 دنده (مستقيم يا جلو) نيز مي‌رسد. اين افزايش تعداد دنده‌ها در كاهش مصرف سوخت موثر مي‌باشد.

1-2- سيستم انتقال قدرت اتوماتيك

            گيربكس متداول براي خودروهاي سوار در آمريكا، گيربكس اتوماتيك مي‌باشد. در اين نوع گيربكس از يك مبدل گشتاور جهت تعويض نرم دنده‌ها استفاده مي‌شود. نسل‌هاي قديم اين گيربكس داراي 3 دنده است. اما سالهاي اخير گيربكس‌هاي زيادي با 4 دنده و حتي5 دنده نيز به بازار عرضه شده است، همچنين شركت ZF آلمان اخيراً گيربكس 6 دنده اتوماتيك را نيز به بازار عرضه كرده است، اين گيربكس برروي خودروهاي سري BMW7 آلمان نصب شده است.

از ويژگي‌هاي اين گيربكس 6 دنده مي‌توان كاهش مصرف سوخت 5 تا 7 درصدي و نيز كاهش 13 درصدي وزن را نسبت به نسخه 5 دنده آن نام برد. لازم به ذكر است كه در امريكا تقريباً 88% خودروهاي سواري مجهز به گيربكس اتوماتيك هستند. اين رقم در ژاپن به 87% مي‌رسد و در اروپا تنها 15% از خودروهاي سواري مجهز به گيربكس اتوماتيك هستند.

  يك نوع سيستم تعويض دنده طراحي شده براي گيربكس‌هاي اتوماتيك موسوم به سيستم تعويض دنده آنتونو مي‌باشد. در گيربكس‌هاي اتوماتيك مرسوم، تعويض دنده از يك دنده به دنده ديگر به صورت پله‌اي اتفاق مي‌افتد و اين باعث تغيير لحظه‌اي سرعت مي‌گردد. در سيستم آنتونو، در حالت گذر از يك دنده به دنده ديگر، سيستم كلاچ وظيفه انتقال قدرت را بعهده مي‌گيرد، لذا هيچ وقت انتقال نيرو از موتور به چرخ منقطع نمي‌شود. همين امر موجب مي‌شود كه احساس رانندگي بهتري بوجود آيد. سيستم تعويض دنده خودكار آنتونو (AAD) از يك ايده كاملاً واضح و ساده استفاده مي‌كند. تغيير دنده‌ها بوسيله دو نيرويي كه بطور طبيعي در حين انتقال قدرت بوجود مي‌آيند صورت مي‌گيرد. دو نيرويي كه جايگزين المانهاي مصرف كننده انرژي در گيربكسهاي اتوماتيك موجود مي‌شوند. يكي از اين دو نيرو، نيروي محوري ايجاد شده در اثر درگيري چرخ‌دنده‌هاي مارپيچ است كه تمايل دارد چرخ دنده‌هاي درگير را در امتداد شفت‌هايشان از يكديگر دور كند. ديگري نيروي گريز از مركز ايجاد شده بوسيله اجسام دوار مي‌باشد. اگر تعادل بين اين دو نيرو يعني نيروي گريز از مركز و نيروي محوري در يك نمونه كلاچ بررسي شود، عملكرد اين سيستم بهتر درك مي‌شود.

در حين شتاب، گشتاور از طريق شفت ورودي اعمال مي‌شود. نيروي محوري ايجاد شده از درگيري چرخ دنده‌هاي مارپيچ، چرخ‌دنده حلقه‌اي را به سمت باز شدن كلاچ رانده و آن را در وضعيت باز نگه مي‌دارد و در نتيجه انتقال قدرت از طريق مجموعه چرخ دنده سياره‌اي اتفاق افتاده و يك نسبت تبديل كاهنده دور كه اولين نسبت تبديل است شكل مي‌گيرد. در اين حالت چرخ دنده خورشيدي مجموعه سياره‌اي با كمك يك سيسم جانبي قفل است. در وضعيت انتقالي (حالت گذر از دنده يك به دو) نيروي محوري با نيروي گريز از مركز برابر مي‌شود و كلاچ شروع به لغزش مي‌كند به محض اينكه اين لغزش افزايش مي‌يابد نيروي محوري كاهش خواهد يافت. بخشي از توان از طريق كلاچ انتقال مي‌يابد كه باعث مي‌شود نيروي محوري بطور تصاعدي حذف شده و كلاچ بطور كامل بسته شود. در اين حين، نسبت تبديل بصورت پيوسته تا لحظه يكي شدن دور شفت ورودي و خروجي كه نسبت تبديل دوم است، كاهش مي‌يابد. در حين حركت در دنده دو كه هيچ نسبت تبديلي از طريق چرخ‌دنده‌ها صورت نمي‌گيرد، نيروي گريز از مركز از نيروي محوري كه در اين حالت مقدار آن صفر است بزرگتر بوده و كلاچ را همواره بسته نگه مي‌دارد. در اين حال به منظور كاهش استهلاك چرخ‌دنده‌هاي مجموعه سياره‌اي مي‌توان قفل چرخ‌دنده خورشيدي مجموعه را برداشت.

 در فرايند دنده معكوس، در اثر افزايش بار روي شفت خروجي يا كاهش گشتاور روي شفت ورودي دور پايين مي‌آيد. با پايين آمدن دور، نيروي گريز از مركز كاهش يافته و ديگر براي بسته نگه داشتن كلاچ كافي نبوده و بنابراين لغزش كلاچ شروع خواهد شد. به محض شروغ لغزش مجموعه، چرخ‌دنده خورشيدي مجدداً فعال شده و در اثر نيروي محوري درگيري چرخ‌دنده‌هاي مارپيچ، كلاچ كاملاً باز مي‌شود. بدين ترتيب نسبت تبديل كاهنده (دنده يك) بطور يكنواخت ايجاد مي‌گردد. صفحات كلاچ اين سيستم از يك ويژگي خود حفاظتي برخوردار هستند كه مانع از آسيب ديدن آنها در دماي كاركرد بالا مي‌شود. در هنگام لغزش، دماي روغن بين صفحات كلاچ افزايش يافته و در نتيجه ويسكوزيته آن پايين مي‌آيد. روغن با ويسكوزيته كم بطور طبيعي از بين صفحات فرار كرده احتمال قفل شدن كلاچ افزايش مي‌يابد. فرايند شرح داده شده در بالا فقط دو نسبت تبديل را فراهم مي‌كند كه البته قادر به پوشش دادن تمام دامنه عملكرد خودروهاي جديد نيست. براي ايجاد 4، 6 يا هشت نسبت تبديل به ازاي هر جفت نسبت تبديل جديد لازم است يك مجموعه سياره‌اي به طور سري اضافه شود. پلانچر پمپ روغن نيرو را از طريق ياتاقان كف گرد به كلاچ اصلي مجموعه و پوسته نگه دارنده كلاچ منتقل مي‌كند بطوريكه اعضاء دوار كلاچ يكطرفه را به پوسته قفل مي‌كند. بطوريكه اعضاء دوار كلاچ يكطرفه را به پوسته قفل مي‌كند. بنابراين كلاچ مي‌تواند تحت گشتاور باز شود و يك نسبت تبديل ثابت بدون مشكل چه از نظر گشتاور و يا سرعت در مجموعه سياره‌اي اعمال گردد. يك شير ساده حركت پلانچر را كنترل مي‌كند. فشار لازم براي حركت پلانچر توسط يك پمپ فشار پايين (p £3 bar) تامين مي‌شود. بعلت سطح بزرگ اين پلانچر با همين فشار كم يك نيروي بزرگ جهت باز كردن كلاچ ايجاد مي‌گردد

- مزايا

            AAD آنتونو بطور قابل ملاحظه‌اي ساختمان گيربكس اتوماتيك سنتي را ساده مي‌نمايد. اين مزيت براي توليد كنندگان خودرو يا گيربكس، اندوخته‌هاي جالب توجهي را در قيمت، راندمان، اندازه و وزن ايجاد مي‌كند.

- كاربردها

            كاربردي AAD به وسيله‌ي راننده به همان روش بكار گرفته در گيربكس‌هاي اتوماتيك مرسوم است. در اين سيستم نيز تعويض دنده از دنده‌اي ديگر همچون يك گيربكس اتوماتيك متداول به نرمي انجام مي‌پذير اما در طي حركت، انتقال قدرت به چرخها هرگز منقطع نمي‌شود. اين ويژگي ديناميك وسيله نقليه را بهبود مي‌بخشد. بطوريكه كله كردن خودرو با استفاده از اين سيستم تعويض دنده فوق‌العاده خفيف مي‌گردد و احساس رانندگي بهتري به سرنشينان خودرو دست مي‌دهد. ارزيابي‌هاي مستقل توسط شركت‌هاي خودرو و گيربكس و مراكز آزمايشگاهي اثبات مي‌كند كه AAD پشرفت‌هاي عمده‌اي را برخلاف طرح‌هاي ارائه شده قديمي حاصل كرده و به مزاياي قابل توجهي در برابر سيستم‌هاي اتوماتيك متداول امروزي دست يافته است.

- منافع كاربران

· 15 تا 30 درصد بهبود راندمان مصرف سوخت

· سرعت گيري (شتاب) سريع‌تر

· حداكثر سرعت بالاتر

· حساسيت بيشتر

· ديناميك حركت بهتر خودرو

· قطع نشدن انتقال قدرت به چرخ‌ها در حين حركت

- منافع توليدكنندگان

· كاهش 30 تا 40 درصد هزينه تمام شده محصول

· ابعاد كوچك (كوچكترين طرح 4 و 6 سرعته در دنيا)

· تا 30 درصد كاهش وزن

· حداقل شدن هزينه‌هاي دگرگوني كامل محصول

            همه اينها به عواملي جهت سودآوري بيشتر محصول مجهز به اين سيستم مي‌شود. گيربكسهاي اتوماتيك مجهز به سيستم آنتونو براي عملكرد مناسب، راندمان فوق‌العاده، فشردگي و سادگي حداكثر ساخته شده‌اند. آنها سبب كارا شدن بهتر خودروها و مهمتر از همه تبلور احساس خوشايندي است كه به سرنشينان خودرو دست مي‌دهد. از اين نظر AAD نسبت به ساير اتوماتيك‌هاي جديد، كه در نرمي يا حساسيت‌هاي رانندگي يا هر دو مورد نااميد كننده هستند، قابل مقايسه نيست.

بكار بردن قطعات مرسوم و تكنولوژي‌هاي توليد امروزي در AAD به اين معني است كه AAD مي‌تواند بطور انبوه در مراكز توليد گيربكس‌هاي موجود با هزينه انساني كم توليد گردد. نداشتن تكنولوژي‌هاي پيچيده و سيستم‌هاي غيرقابل اطمينان موجب مي‌شود كه دوام و عمر كاري قطعات بهتر از گيربكس‌هاي طرح قديم باشد.

فرآيند توسعه‌ي AAD آنتونو، در طي يك دهه مرهون توجه برخي از مهندسان خلاق دنيا است. پيشرفت سريع AAD تا مرحله نمونه‌سازي و تشويق غيرقابل وصف توليدكنندگان وسايل نقليه، نشان‌دهنده اعتماد آنها به تكنيك AAD است. همه اين موارد حاكي از موفقيت AAD در آينده نزديك خواهد بود.

            مهمترين موضوعات جهت طراحي و توسعه محصول گيربكس عبارتند از:

· مصرف سوخت

· شتاب

· كيفيت جابجاي دنده‌ها

· كاهش صدا

· كيفيت و قابليت اطمينان

الف- مصرف سوخت

- كنترل لغزش مبدل كلاچ (Slip Controlled Converter Clutch = SCC)

            براي دست‌يابي به اهداف كاهش مصرف سوخت و همچنين دست‌يابي به محدوديت‌هاي تعيين شده در قالب مقررات دولتي كه در الزامات جديد (EU3) آورده شده است، لازم است تا از قابليتهاي موتور هميشه در حد بهينه استفاده شود. براي مثال در دورهاي پايين موتور لازم بود افت‌هاي هيدروليكي مبدل را حدالاامكان كاهش داد. در گذشته به خاطر مشكلات ارتعاشي و امكان قفل كردن كلاچ در دورهاي پايين انجين كاهش افت‌هاي هيدروليكي ممكن نبود. مبدل‌هاي مدرن از روش كنترل لغزش قفل‌كننده جهت كاهش افت‌هاي هيدروليكي ايجاد شده استفاه مي‌كنند. با توسعه اين روش امروزه امكان سويچ كردن به سيستم SCC در دورهاي پايين انجين (حدود RPM- 1200) ممكن مي‌باشد. براي افزايش رنج مد SCC لازم است تا ظرفيت حرارتي كلاچ نيز بهبود يابد. با توجه به گشتاور خروجي انجين، ZF از سيستم كلاچ قفل كننده يك يا دو طرفه در مبدلها استفاده مي‌كند. براي بهبود خنك كاري سيستم كلاچ از صفحات شياردار استفاده شده است. تا با عبور روغن از ميان اين شيارها راندمان خنك كاري سيستم كلاچ بهبود يابد. نتايج مشابهي نيز با استفاده از قفل‌كننده‌هاي يك طرفه‌اي (شبيه به لنت‌هاي ترمز كفشكي) كه سطوح اصطكاك آنها برروي بدنه مبدل فيكس مي‌شوند نيز بدست مي‌آيد. گرماي حاصل از اصطكاك به داخل يك پيستون كه توسط روغن به خوبي خنك كاري مي‌شود، انتقال پيدا مي‌كند.

- كاهش فشار اصلي (Reduction of Main Pressure)

            يكي از محسنات اين گيربكس كاهش ميزان فشار اصلي جهت انتقال گشتاور در دورهاي پايين انجين مي‌باشد. در شرايط مساوي در گيربكسهاي متداول اتوماتيك، فشار لازم حدود 5/6 بار مي‌باشد. در حالي كه در اين گيربكس اين فشار به 5/4 بار كاهش پيدا كرده است. يكي از عوامل مؤثر در كاهش اين فشار توسعه و پيشرفت در سيستم‌هاي كنترل جديد هيدروليكي جهت كنترل بهينه شيرهاي هيدروليكي مي‌باشد.

- كاهش افتهاي گشتاور مقاوم حركت

            در كنار بهبود عملكرد مجموعه سيستم در اين گيربكس، افت‌هاي گشتاور مقاوم حركت نيز كاهش يافته. با كاهش اين افت‌ها و عملكرد بهتر مجموعه گيربكس‌، مصرف سوخت گيربكس نيز كاهش محسوسي را نشان مي‌دهد. از عوامل مؤثر جهت كاهش افت‌هاي گشتاور مقاوم حركت مي‌توان موارد زير را ذكر كرد:

· حذف چرخ‌هاي آزاد

· حذف ترمزهاي نواري

· استفاده از ياتاقانهاي سوزني قفسه‌اي براي چرخ‌دنده‌هاي سياره‌اي

· كاهش رينگهاي پيستون

· استفاده از صفحات موج‌دار در كلاچ

· بهينه‌سازي سيستم تغذيه روغن جهت روانكاري

            انجام يك مقايسه بين ميزان گشتاور مقاوم بصورت تابعي از سرعت چرخ‌دنده و دور انجين، بين گيربكس 5HP18 و 5HP19 بدون استفاده از پمپ روغن، نشان مي‌دهد كه ميزان گشتاور مقاوم در SHP19 نسبت به نسخه قبلي SHP18 در كليه شرايط كاهش داشته است.

- استراتژي جابجايي (Shift Strategy)

            امروزه با آمدن كنترلرهايي با قابليت 32 بيتي به بازار، تغيير برنامه‌هاي جابجايي دنده‌ها (Shift Pro-Gramms) از مد اقتصادي به مد اسپرت نيز ممكن مي‌باشد. نرم‌افزارهايي كه برروي اين كنترلرها نصب مي‌شوند در واقع قدرت يادگيري دارند. آنها با ذخيره رفتار رانندگي راننده و پروفيل‌ جاده در واقع پي به خواسته راننده مي‌برند. آنگاه فرمان‌هاي لازم جهت جابجايي دنده‌ها را ارسال مي‌كنند. ممزوج كردن اين سيستم‌هاي كنترلي با گيربكس 5 دنده شركت ZF امكان انتخاب نسبت تبديل مناسب با توجه به درخواست راننده را به خوبي ممكن مي‌سازد.

با استفاده از حلقه‌هاي بسته در برنامه‌ريزي اين كنترلرها در واقع تعداد جابجايي دنده‌ها بيشتر از گذشته صورت مي‌گيرد تا درخواست راننده در مورد رفتار مناسب خودرو جامه عمل بپوشد. اين جابجاي‌ها بدون آگاهي راننده صورت مي‌گيرد و در واقع راننده از تعداد اين جابجايي‌ها بي‌خبر مي‌باشد. نقاطي كه جابجايي بايد صورت گيرد توسط سازنده خودرو تعيين مي‌شود. در تعيين اين نقاط بايد دقت كافي صورت بگيرد چرا كه تعيين مناسب اين نقاط تاثير مستقيم و مؤثري در كاهش مصرف سوخت و كاهش انتشار گاز CO2 در محيط اطراف دارد.

ب- كاهش وزن كل

            با توسعه و بكارگيري سيستم (SCC) در گيربكس اتوماتيك، امكان بكارگيري مبدلهاي گشتاور با سيستم‌هاي هيدروليك جمع و جور و فشرده نيز بوجود مي آيد. البته قابل ذكر است كه اين سيستم‌هاي هيدروليك داراي نقاط ضعف نيز مي‌باشند. (خصوصاً از جنبه اتلاف انرژي). لاكن اين نقاط ضعف در شرايط مختلف خودرو (از نظر رانندگي) خود را آشكار نمي‌كنند. در هر حال استفاده از اين سيستم‌هاي هيدروليكي جمع و جور و فشرده، سبب كاهش محسوس وزن كل گيربكس شده است. از ديگر عوامل موثر در كاهش وزن اين گيربكس مي‌توان كاهش تعداد چرخ‌هاي آزاد را نام برد. از اقدامات موثر ديگر كه باعث كاهش وزن گيربكس SHP19 شده است مي‌توان استفاده از روشهاي جديد قالبهاي سنبه ماتريس جهت طراحي و ساخت قالبهاي پوسته گيربكس SHP19 نام برد. با استفاده از اين تكنولوژي ضخامت پوسته گيربكس كاهش يافته، همچنين با كاهش حجم روغن لازم به مقدار 1 ليتر وزن گيربكس نيز سبكتر شده است. در جمع در مقايسه با گيربكس SHP18 وزن گيربكس SHP19 مقدار 5 كيلوگرم سبكتر شده است.

ج- افزايش ظرفيت انتقال گشتاور در دورهاي پايين

            علاوه‌بر كاهش وزن گيربكس SHP19، يكي ديگر از نقاط قوت اين گيربكس افزايش ظرفيت انتقال گشتاور در دورهاي پايين انجين اين گيربكس مي‌باشد. با افزايش ظرفيت انتقال گشتاور مي‌توان اين گيربكس را جايگزين گيربكس‌هاي بزرگتر با همان ظرفيت گشتاور كرد.

            با توجه به آمارهاي منتشره در طيف بزرگ، امروزه ثابت شده است كه حركت با استفاده از دورهاي بالاي موتور در مسيرهاي شهري و همچنين بزرگ راه‌هاي داخل شهرها ميسر نمي‌باشد. يا به عبارت ديگر جهت بهبود عملكرد خودرو در داخل معابر عمومي شهري بهتر است كه ظرفيت انتقال گشتاور خودرو در دورهاي پايين انجين افزايش يابد. براي مثال در هنگام ترافيك، خودرويي كه در دورهاي پايين از گشتاور بيشتري برخوردار است راحت‌تر حركت مي‌كند تا خودرويي كه همان گشتاور را در دورهاي بالاتر در اختيار راننده مي‌گذارد آمار نشان مي‌دهد زمانهاي لازم براي حركت خودرو با گشتاور مناسب در دورهاي بالاي انجين به شدت در معابر عمومي كاهش يافته است. همين مسئله سبب شد تا  ZF با بازنگري مجدد، ظرفيت انتقال گشتاور گيربكسهاي SHP19 و SHP24 را نسبت به نسخه‌هاي پيشين طراحي اين گيربكس به ترتيب 17 درصد و 24% افزايش دهد.

د- كاهش صداي ناخواسته گيربكس

            براي كاهش صداي ناخواسته گيربكس، مطالعات، آزمايشات و اندازه‌گيري‌هاي زيادي در دو شاخه مختلف انتشار صوت صورت گرفت.

· شاخه اول: انتقال صوت از طريق قطعات و پوسته (Structure Borne Noise)

· شاخه دوم: انتقال صوت از طريق هواي اطراف (Air Borne Noise)

            دستاوردهاي مهم بدست آمده از اين مطالعات نشان مي‌دهد كه موارد زير بيشترين اثر را در جهت كاهش صوت در گيربكس خواهند داشت.

· ميزان سختي ياتاقان‌هاي پينيون

· ميزان سختي محل چرخ دنده سياره‌اي

· كاهش انتقال صوت ناشي از ضربات  چرخ‌دنده سياره‌اي با استفاده از ياتاقان‌هاي پهن‌تر

· افزايش سطح درگيري چرخ‌دنده‌ها با يك ديگر

· كاهش تصحيح زاويه هليكس چرخ‌دنده‌ها

            با كمك سازندگان خودرو در جهت بهينه‌سازي و كاهش كلي صداي ناخواسته در خودرو، خصوصاً مقوله‌ واسطه‌ها (Interfaces) بين سيستم انتقال قدرت و اطاق خودرو، قدمهاي مؤثري در راستاي كاهش صداي ناخواسته برداشته شد.

و- توليد

            يكي از راه‌هاي كاهش مصرف انرژي گيربكس، جمع وظايف مختلف چند قطعه در يك قطعه است. نتيجه اينكه با اين تدبير مي‌توان تعداد كل قطعات را كاهش داد. شكل 5- پيشرفت حاصل شده با طراحي‌هاي مختلف و پي در پي نشان مي‌دهد. پارامتر مهم ديگر، زمان كل توليد گيربكس است. گيربكس‌هاي SHP19 نياز به 10 درصد زمان كمتر توليد در مقايسه با گيربكس SHP18 سابق دارد. كاهش وزن صرفه‌جويي در منابع مواد و نياز به انرژي را فراهم مي‌نمايد. استفاده از تكنولوژي‌هاي نو مثل منگنه كاري قطعات فولادي زمان‌هاي فرايند توليد را نيز كاهش مي‌دهد. مخصوصاً براي حجم توليد انبوه. روش‌هاي روكش كاري سخت (Hard Coating) سطوح آلومينيومي نياز به انرژي زيادي دارند و از مواد گران قيمتي كه مستعد اتلاف انرژي هستند، استفاده مي‌كنند. اين بخش از فرايند توليد با استفاده از مواد آلومينيومي مخصوص با همان دوام جايگزين شده‌اند. مونتاژ ساده و قابليت دمونتاژ در توليد، دوره‌هاي زمان سرويس پس از فروش و تلفات مواد را كاهش مي‌دهد.

ه- بازيافت

            مهمترين فاكتور در گيربكس در جهت آلودگي محيط‌زيست قطعاً روغن داخل گيربكس مي‌باشد. امروزه روغن‌هايي به بازار ارائه مي‌شوند كه براي تمام عمر خودرو كفايت مي‌كنند. استفاده از اين روغن يك قدم مؤثر در راستاي حفظ محيط‌زيست خواهد بود. همچنين با كاهش حجم روغن لازم به ميزان يك ليتر قدم مؤثر ديگري در اين جهت برداشته مي شود. مواد ديگري كه در گيربكس‌ها بكار مي‌رود، تقريباً همه آنها قابل بازيافت هستند و خطري براي محيط زيست ندارند (شكل 6).

1-3- سيستم انتقال قدرت دستي اتوماتيك شده (AMT)

            اغلب مردم در مورد افزايش ترافيك، مقررات فزاينده و هزينه‌هاي فوق‌العاده بنزين شكوه و شكايت مي‌كنند. عوامل ذكر شده، لزوم افزايش اتوماتيك‌سازي زنجيره‌ محرك خودرو را خاطر نشان مي‌سازند. راه‌ كارهاي قابل قبول در اين خصوص به چگونگي در نظر گرفتن موضوعاتي همانند صرفه‌جويي و رضايت بخشي سيستم‌هاي جديد در اين فرايند بستگي دارند. اتوماتيك سازي گيربكس‌هاي دستي از يك طرف موجب رضايت و خرسندي مشتري شده و از طرف ديگر مصرف سوخت را كاهش مي‌دهد. با استفاده از مديريت الكترونيكي كلاچ (ECM) در گيربكسهاي دستي، راننده، زمان و چگونگي تعويض دنده را تشخيص مي‌دهد. در اينجا رفتار خيلي شبيه به يك گيربكس دستي متعارف است. شركت LUK يكي از شركت‌هايي است كه در مقوله كلاچ اتوماتيك براي كليه كلاس‌هاي وسايل نقليه با ظرفيتهاي گشتاور متفاوت تسلط پيدا كرده است. ECM مي‌تواند در هر كلاس از گشتاور، براي رانندگاني كه دوست دارند دنده‌ها را بدون استفاده از پدال كلاچ  جابجا كنند، ارائه مي شود.

در سيستم AMT شركت LUK علاوه‌بر استفاده از فعال‌كننده الكتريكي براي كلاچ از دو فعال‌كننده الكتريكي ديگر به منظور تعويض دنده استفاده نموده است. اين تحريك‌كننده‌ها مستقيماً برروي گيربكس مونتاژ شده‌اند. در اين سيستم از اهرم‌هاي تعويض دنده نيز اثري نمي‌باشد. اين تحريك‌كننده‌ها در حقيقت جايگزين اهرم‌هاي تعويض دنده نيز شده‌اند. در اين نوع از گيربكس، دنده‌ها بطور اتوماتيك تعويض مي‌شوند. در مقايسه با گيربكس اتوماتيك (AT) پله‌اي، ASG بايد در زمان جابجايي نيروي كشش را قطع كند، اين قطع نيروي كشش در خودروهايي با گشتاور كم (خودروهاي سواري كلاس كوچك و متوسط) چندان اهميت ندارد، اما در خودروهاي با گشتاور بالا (مثل كاميون‌ها) با توجه به كاربرد آنها چندان مطلوب نمي‌باشد. بنابراين مي‌توان پيش‌بيني كرد كه ASG اساساً در خودروهاي كوچك و متوسط مورد پذيرش قرار گيرد.