จำลองระบบเกียร์อัตโนมัติ

สื่อจำลองนี้แสดงหลักการทำงานของระบบเกียร์อัตโนมัติ (Automatic Transmission) ซึ่งแตกต่างจากเกียร์ธรรมดาที่ผู้ขับไม่ต้องเปลี่ยนเกียร์เอง เกียร์อัตโนมัติจะจัดการการเปลี่ยนเกียร์ให้เหมาะสมกับความเร็วและรอบเครื่องยนต์โดยอัตโนมัติ

ส่วนประกอบหลักของเกียร์อัตโนมัติที่แสดงในแบบจำลองนี้ประกอบด้วย:

• ทอร์คคอนเวอร์เตอร์ (Torque Converter): ทำหน้าที่เชื่อมต่อและตัดกำลังระหว่างเครื่องยนต์กับเกียร์ โดยใช้ของเหลว (น้ำมันเกียร์) ในการส่งกำลังแทนคลัตช์แบบแห้งในเกียร์ธรรมดา ช่วยให้การออกตัวนุ่มนวลและเพิ่มแรงบิดในการออกตัว
• ชุดเฟืองแพลนเนตตารี (Planetary Gear Set): เป็นหัวใจของเกียร์อัตโนมัติ ประกอบด้วยเฟืองหลักสามส่วนคือ เฟืองดวงอาทิตย์ (Sun Gear), เฟืองแพลนเนต (Planet Gears) ที่หมุนรอบเฟืองดวงอาทิตย์, และเฟืองวงแหวน (Ring Gear) ที่ล้อมรอบเฟืองแพลนเนต การล็อกหรือปล่อยให้ส่วนใดส่วนหนึ่งหมุน จะทำให้เกิดอัตราทดเกียร์ที่แตกต่างกัน

การทำงาน:

1. เครื่องยนต์ส่งกำลังไปที่ทอร์คคอนเวอร์เตอร์ส่วนปั๊ม (Impeller)
2. น้ำมันเกียร์ภายในทอร์คคอนเวอร์เตอร์จะถูกเหวี่ยงไปชนส่วนกังหัน (Turbine) ทำให้กังหันหมุนและส่งกำลังไปยังชุดเฟืองแพลนเนตตารี
3. ทอร์คคอนเวอร์เตอร์จะมีการลื่นไหล (Slip) ในช่วงแรกของการออกตัวหรือเมื่อรอบเครื่องยนต์ต่ำ และจะล็อก (Lock-up) เพื่อส่งกำลังโดยตรงเมื่อถึงความเร็วที่เหมาะสมเพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้น
4. ชุดเฟืองแพลนเนตตารีจะถูกควบคุมโดยชุดคลัตช์และเบรกภายในเกียร์ เพื่อเลือกอัตราทดเกียร์ที่เหมาะสมตามรอบเครื่องยนต์และความเร็วรถ โดยไม่จำเป็นต้องตัดกำลังเครื่องยนต์อย่างสมบูรณ์เหมือนการเหยียบคลัตช์ในเกียร์ธรรมดา

การคำนวณอัตราทดเกียร์:

อัตราทดเกียร์ ($GR$) คืออัตราส่วนระหว่างรอบเครื่องยนต์ ($RPM_{engine}$) กับรอบล้อ ($RPM_{wheel}$):

$$ GR = \frac{RPM_{engine}}{RPM_{wheel}} $$

ซึ่งความเร็วรถ ($V$) สามารถคำนวณได้จากรอบล้อและขนาดล้อ ($R_{wheel}$) โดยมีค่าคงที่ ($k$) สำหรับการแปลงหน่วย:

$$ V = RPM_{wheel} \times R_{wheel} \times k $$

ลองปรับคันเร่งและกด 'เริ่ม' เพื่อสังเกตการทำงานของทอร์คคอนเวอร์เตอร์ การหมุนของชุดเฟือง และการเปลี่ยนเกียร์อัตโนมัติได้เลย!