زيوت صناديق التروس الأوتوماتيكة (ATF) في السيارة


يتكوّن صندوق التروس الأوتوماتكي في المُعتاد من العناصر التالية:
1) مُحول عزم هيدرودينامكي،
2) وحدة أو وحدتين أو أكثر صناديق التروس الكوكبية،
3) فرامل متعددة الأقراص أو شريطية،
4) وعناصر تحكم هيدرولية (وحديثاً أصبحت هناك عناصر تحكم كهربائية أيضاً).

يعمل محول العزم كقابض لبدء السير، يتم عن طريقه نقل عزم دوران المحرك إلى صندوق التروس الكوكبية الذي يتم تشغيله بدوره. ويتميّز صندوق التروس الكوكبية بوجود تروسه في وضع تشغيل مُستمر. تتم عملية تغيير السرعة من خلال توصيل أو تثبيت أجزاء معينة في صندوق التروس الكوكبية، وذلك ارتباطاً بـ
1) سرعة السير (سرعة دوران أعمدة الإدارة لصندوق التروس الأوتوماتي)
2) التحميل على المحرك (الضغط الخوائي في قناة السحب)، (وضعية دوّاسة الوقود)
3) سرعة دوران المحرك (وضعية دوّاسة الوقود)
4) وضع ذراع الانتقاء (وضعية دّواسة الوقود)،

ويتم توصيل وتثبيت الأجزاء عن طريق الفرامل مُتعددة الأقراص أو الفرامل الشريطية وقابض أحادي الاتجاه الدوراني. ولتشغيل الفرامل، أى الضغط على دواسة الفرامل، توجد وحدة تحكم هيدرولية أو كهربائية. ويتم تشغيل القابض أحادي الاتجاه الدوراني عندما يكون هناك جزء واحد ينبغي إدارته في اتجاه واحد.
تقوم أطراف وحدة التحكم لصندوق التروس الأوتوماتي بمقارنة النبضات والإشارات الواردة لها (وضع ذراع الانتقاء، وضعية دوّاسة الوقود، سرعة السير)، وعلى هذا الأساس تُحدّد التعشيقة المُناسبة. ولتنفيذ التعشيقة المناسبة التي حددتها وحدة التحكم، يجب كذلك تشغيل عناصر نقل الحركة، مثل الفرملة الشريطية أو القابض مُتعدد الأقراص أو قابض الدوران الحُر. ويتم ذلك عن طريق ضغط الزيت، في حالة وحدة التحكم الهيدرولية. ويتم الإمداد بضغط الزيت عن طريق مضخة زيت (مضخة أولية) يقوم المحرك بتشغيلها. يتجه الزيت من المضخة إلى مُنظّم طرد مركزي متصل بعمود الإدارة الواصل من صندوق التروس، حيث يقوم هذا المُنظّم بالسماح بتدفق الزيت إلى جميع صمامات التعشيق تبعاً لسرعة السير. وبمُجرد أن تستقبل هذه الصمامات ضغط الزيت المناسب تقوم بدورها بتشغيل حزام الفرملة الملائم أو القابض مُتعدد الأقراص، وبمعنى آخر يتم تغيير السرعة. وعن طريق صمام خانق (مُعدل) يؤثر التحميل على المحرك (وضعية دوّاسة الوقود) أيضاً على نقاط التعشيق،

ومن خلال الانزلاق المُنخفض بشكل مستمر لمحول عزم الدوران ومضخة الزيت العاملة باستمرار تسوء كفاءة صندوق التروس الأوتوماتي ويرتفع مُعدل استهلاك الوقود في المحرك أكثر ممّا في صندوق التروس اليدوي. لا يمكن دفع السيارات ذات صندوق التروس الأوتوماتي، وذلك لأنه لا يوجد اتصال ثابت بين المحرك وصندوق التروس. إلا أنه يمكن قطر السيارة، وفي هذه الحالة يجب اتباع تعليمات المُصنّع. علماً بأنه إذا لم يكن لصندوق التروس الأوتوماتي سوى مضخة زيت واحدة يقوم المحرك بتشغيلها، فإنه لا يمكن قطر السيارة إلا عندما تكون أعمدة الإدارة المفصلية لمحور السيارة المُشغل مفصولة. أمّا في السيارات المُزودة بمضخة زيت ثانية (مضخة ثانوية)، التي يقوم عمود خرج القدرة لصندوق التروس بتشغيلها، فإنه يُسمح بقطر السيارة لمسافات قصيرة فقط، حيث تقوم المضخة الثانوية بعملية التزليق المطلوبة.

الدوس الفجائي والعنيف على دوّاسة الوقود (Kickdown)
هو مصطلح يُطلق بوجه عام على الضغط بالكامل على دوّاسة الوقود في السيارات المُزودة بصندوق تروس أوتوماتي. فإذا كانت هناك مثلاً حاجة للتعجيل بغرض تخطي سيارة أخرى، يمكن الضغط على دوّاسة الوقود حتى النهاية وتجاوز نقطة الضغط الخاصة بحد التعجيل الأقصى التي يشعر بها قائد السيارة في مثل هذه الحالة. حيث يقوم صندوق التروس عندئذ بالنقل إلى ترس أدنى لتحقيق التعجيل، بدون أن يتخطى سرعة دوران المحرك المسموح بها لذلك الترس. فإذا كانت السيارة تسير بسرعة عالية للغاية عند الضغط على دوّاسة الوقود بحيث تصير سرعة دوران المحرك أكبر بكثير ممّا يحتمله الترس الأدنى التالي، فإن صندوق التروس لا ينتقل إلى ذلك الترس الأدنى. ويمكن التحكم في عملية الدوس الفجائي إمّا كهربائياً أو ميكانيكياً.

نظام التحكم الهيدرولي في صندوق التروس - hydraulic drive train
في السيارات المُزودة بصندوق التروس الأوتوماتي يقوم هذا النظام بالتحكم في عمل القوابض وأحزمة الفرملة، وبذلك تتم عملية النقل الأوتوماتي للسرعة في التوقيت السليم. يتم إرسال نبضات تشغيل إلى وحدة التحكم الهيدرولي في صندوق التروس عن طريق عنصري تحكم:
1) مُنظّم قوة الطرد المركزي: وهو محكم التثبيت مع عجلات الإدارة بحيث يدور بدورانها، وينظم عمليات نقل السرعة ارتباطاً بسرعة السيارة.
2) جلبة تحكم مُنزلقة تعمل بضغط الغاز أو الضغط المتغير: وهي تؤثر على عملية تغيير السرعات من خلال الضغط الخوائي الموجود في ماسورة السحب.

ومن العوامل الأخرى المؤثرة على عملية نقل السرعة: وضع ذراع الانتقاء والدوس الفجائي والعنيف على دوّاسة الوقود (Kickdown). تقوم مضخة الزيت بإمداد علبة الصمامات المنزلقة بضغط الزيت. وتتحكم علبة الصمامات المنزلقة في ضغط الزيت وتوصيله كضغط أساسي إلى:
1) قابض التعشيقة الأمامية
2) القابض المباشر وقابض التعشيقة الخلفية
3) فرملة التعشيقة الأولى وفرملة التعشيقة الخلفية
4) فرملة التعشيقة الثانية
5) المُراكم
6) مُنظّم الطرد المركزي.
كما تقوم علبة الصمامات المنزلقة بإمداد محول عزم الدوران بضغط المحول.

زيوت صندوق التروس - transmission fluid
يستخدم في جميع أنواع صناديق التروس بالسيارات، التي يندرج تحتها صندوق التروس اليدوي أو صندوق التروس مُتغير السرعات، صندوق التروس الأوتوماتي، وحدة الإدارة النهائية، مجموعة تروس التوجيه، إلخ. وتكوّن زيوت صندوق التروس طبقة تزليق شديدة الثبات بسبب الضغط الكبير لسنون التروس. ولذلك يجب أن تتمتع هذه الزيوت بدرجة لزوجة جيدة وتحمل كبير لدرجة الحرارة، أي يكون لها مؤشر لزوجة مرتفع، حيث يمكن أن تنشأ درجات حرارة عالية أثناء التشغيل لا ينبغي معها أن يفقد الزيت خواصّه التزليقية. حيث ينبغي ألا تنقطع طبقة التزليق الموجودة بين خواصر أسنان التروس الحاملة. ومن ناحية أخرى يجب أن تتميز زيوت صندوق التروس بالرقة الكافية التي تكفل لها السيولة المطلوبة عند درجات الحرارة المنخفضة، وذلك حتى تستطيع تكوين طبقة التزليق على الفور.

وتبعاً لدرجة الإجهاد يتم تقسيم زيوت صندوق التروس إلى زيوتHP وزيوت EP. زيوت HP (حيث يعني الاختصار HP = high pressure — أي الضغط العالي) وهي زيوت صندوق التروس التي تتحمل الضغط العالي، أمّا زيوت EP (حيث يعني الاختصار EP = extreme pressure — أي الضغط شديد الارتفاع) وتُسمى أيضاً الزيوت الهيبودية. زيوت EP هي زيوت متوسطة السبائكية تُستخدم مع صندوق التروس اليدوي ووحدة صندوق تروس المحور ذات التعاشق الحلزوني. أمّا زيوت HP فهي زيوت عالية السبائكية تُستخدم لوحدة الإدارة النهائية ذات التعاشق الهيبودي.
في الغالب يتم تزويد الزيوت المُخصصة لصندوق التروس الفرقية بالفوسفور والكبريت أو مُركّبات الكبريت والكلور والرصاص، حيث تتفاعل هذه المُركّبات كيميائياً مع الأسطح المعدنية عند درجات حرارة معينة، وتُكّون من خلال ذلك طبقات حماية تمنع حدوث أي اتصال معدني مباشر، وبالتالي يتم الحد من حدوث البلى. تُقسم درجات لزوجة زيوت صندوق التروس، مثلما الحال مع زيوت المحركات، تبعاً للدرجات التي تُحددها جمعية مهندسي السيارات الأمريكية (SAE) والمُطبّقة على المستوى الدولي. ووفقاً لتقسيم جمعية مهندسي السيارات الأمريكية (SAE) فإن فئات اللزوجة المعمول بها لزيوت صندوق التروس هي: 75 ...، 80 ...، 90 ...، 140...، 250 ...، وكلما ازداد الرقم ازدادت اللزوجة، حيث تكون زيوت صندوق التروس شديدة السيولة من الفئة 75، وتلك ذات القوام بالغ اللزوجة تكون من الفئة 250. أمّا بالنسبة لصندوق التروس الأوتوماتي فتُستخدم زيوت صندوق التروس الأوتوماتي (ATF).


زيوت صناديق التروس الأوتوماتيكة (ATF)
ATF oils
يعني الاختصار ATF في اللغة الإنجليزية: Automatic Transmission Fluids، أي زيوت صناديق التروس الأوتوماتيكة.
وهي تُستخدم على الأخص في صناديق التروس الأوتوماتيكة ومحولات العزم ومع القوابض الهيدرولية ووحدات تغيير التروس (النقل). تتعرّض هذه الزيوت لإجهادات كبيرة، لذلك ينبغي أن تكون مُقاومة للانضغاط وذات درجة سيولة عالية، وأن تتسم بأداء جيد على البارد والساخن. يخدم استخدام هذه الزيوت في صناديق التروس الأوتوماتيكة أغراض نقل القدرة والتحكم والتزليق وتصريف الحرارة. وحتى تتمكن هذه النوعية من الزيوت بالوفاء بالمهام المنوطة بها فلابد أن تتوافر فيها مجموعة من الخواص نوجزها فيما يلي:
1) عدم تكوين الرغاوي والفقاعات،
2) سلوك تمددي وانكماشي مُحدد مسبقاً،
3) علاقة مناسبة بين اللزوجة ودرجة الحرارة،
4) الحماية من التآكل،
5) قابلية الامتزاج،
6) عدم التشبع بالرطوبة،
7) نقطة صب (سكب) منخفضة.

ويُستخدم على المستوى الدولي بشكل أكثر شيوعاً في الوقت الحالي نوع الزيت "ATF-Type A Suffix A". كما يجب أن تتسم هذه الزيوت بخصائص فيزيائية وكيميائية ملائمة.