سفارش تبلیغ

ثبت شرکت
صبا

دلباختگان مکانیک خودرو

تکنولوژی انتقال قدرت(7)

در سال 1948 بیوک جعبه جعبه دنده داینافلو را ارائه داد و اولین اتومبیلی بود که در آن موفق شده بودند جعبه دنده اتوماتیک را با مبدل گشتاور هیدرولیکی به کار برند که با استفاده از مجموعه خورشیدی حرکت مستقیم دنده یک و دنده عقب را شامل می شد و اهرم تعویض دنده جعبه دنده را به محور خروجی مبدل گشتاور بدون دنده های اضافی مربوط می سازد . ضریب ماکزیمم در مبدل گشتاور 1 : 25/2 و نسبت دنده در دنده یک 1 : 82/1 می باشد که دارای کشش عالی در سر بالایی ها بوده و حالت ترمز موتوری در سرازیری ها را نیز دارا می باشد کاربرد عمومی جعبه دندذه های اتوماتیک که ناشی از رشد صنعتی بوده است . جعبه دنده های اتو ماتیک فورد ا ماتیک ترکیبی است از یک مبدل گشتاور 3 عنصری و یک سیستم مجموعه خورشیدی که شامل 3 دنده جلو
( 3 سرعته ) و یک دنده عقب می باشد . ضریب ماکزیمم مبدل گشتاور آن برابر 1: 1/2 می باشد . مسیر حرکت از مبدل گشتاور شروع می شود و دارای نسبت دنده متوسط ( دنده دو ) 1 : 48/1 ( افزایش گشتاور کم ) با تعویض دنده به طور خودکار بوده و همچنین دارای نسبت دنده یک 1 : 44/2 ( افزایش گشتاور زیاد ) که برای عبور در سر بالایی ها و حالت ترمز موتوری در سرازیریها می باشد طراحی شده است .

کرایسلر دارای جعبه دنده اتوماتیک دو سرعته به نام پاور فلایت می باشد که دارای یک مبدل گشتاور 3 عنصری ( توربین پمپ استاتور ) و دو مجموعه خورشیدی با نسبت دنده هایی به منظور درگیری دنده یک دنده عقب و دنده مستقیم می باشد . هنگام حرکت مسیر قدرت از مبدل گشتاور که دارای ضریب ماکزیمم گشتاوری 1 : 7/2 است شروع می شود و در دنده یک نسبت دنده ی 1 : 27/1 می باشد که به طور خودکار در دنده مستقیم قرار می گیرد .( در دنده مستقیم نسبت دنده 1 : 1 است و در صورت لزوم نسبت مبدل گشتاور اعمال می گردد .) این جعبه دنده نیز توسط اهرم تعویض دنده به طور دستی در دنده یک (برای حرکت در سربالایی و سرازیری) قرار می گیرد .

طرح جدید جعبه دنده اتوماتیک اولتراماتیک مربوط به اتومبیل پاکارد نشان می دهد که دارای مبدل گشتاور 4 عنصری و یک مجموعه دنده های خورشیدی است که مشابه جعبه دنده داینافلوی بیوک می باشد و قادر است تا وضعیت های دنده مستقیم دنده یک و دنده عقب را درگیر نماید . مسیر قدرت مانند جعبه دنده ی داینافلو در حرکت به جلو از مبدل گشتاور شروع شده و بدون کمک دنده های اضافی به محور خروجی منتقل می گردد . مبدل گشتاور آن دارای یک کلاچ اصطکاکی برای وضعیت دنده مستقیم می باشد که به طور خودکارعمل می کند و در سایر وضعیت ها کلاچ اصطکاکی مبدل گشتاور قطع می باشد که مبدل می تواند حد اکثر نسبت گشتاوری 1 : 4/2 را منتقل نماید . نسبت در دنده یک 1 : 82/1 می باشد که جعبه دنده به وسیله اهرم تعویض دنده
می تواند در این وضعیت برای عبور درسر بالایی و سرازیری قرار گیرد .

جعبه دنده های اتوماتیک استودبکر که به وسیله بورگ وارنر ارائه گردید دارای مبدل گشتاور 3 عنصری با یک کلاچ حرکت مستقیم و دو مجموعه خورشیدی که 3 دنده جلو و یک دنده عقب می باشد طراحی گردیده است . حداکثر ضریب افزایشی مبدل گشتاور 1 : 15/2 است که دارای وضعیت دنده متوسط دنده مستقیم دنده یک و دنده عقب می باشد و نسبت دنده ها عبارتند از : دنده 1 :31/2 دنده دو 1: 43/1 و دنده سه 1 : 1 برای حرکت در سر بالایی و سرازیری با دنده یک می توان توسط توضیحات بعدا گفته خواهد شد . اهرم تعویض دنده به طور دستی جعبه دنده را در وضعیت قرار داد .

تا سال 1955 طراحی جعبه دنده های اتوماتیک کامل گردید و از آن تاریخ به بعد با اتخاذ تصمیم مشترک و استاندارد اکثر کارخانجات آن را به کار بردند به طوری که امروزه بیش از 90 درصد اتومبیل ها ی امروزی آمریکایی مجهز به جعبه دنده های اتوماتیک می باشند . جعبه دنده اتوماتیک اولترا ماتیک مربوط به اتومبیل پاکارد مسیر قدرت در آن و در جعبه دنده اتوماتیک پاورگلاید و سایر جعبه دنده های اتوماتیک 2 سرعته یکسان می باشد . شرح این که چگونه یک جعبه دنده اتوماتیک کار می کند باید گفت که یک داستان هیجان انگیزی است به وسیله مختصر نگاهی به اصول مقدماتی و اساسی طرز کار آنها می توان فهمید که جعبه دنده های اتوماتیک چه طور کار می کنند و این بسیار ساده است زیرا تمام تعویض های خودکار با استفاده از اصول اولیه طراحی شده اند و به طور کلی دارای یک مبدل گشتاور هیدرولیکی و یک مجموعه خورشیدی با نسبت دنده های مختلف می باشند که به وسیله ی یک سیستم کنترل هیدرولیکی به طور خودکار تعویض دنده ها را انجام می دهد . ترکیب مبدل گشتاور هیدرلیکی و مجموعه ی دنده های خورشیدی رایج در تعدادی از جعبه دنده های اتوماتیک هم خانواده مانند جعبه دنده های تورک فلایت (کرایسلر) کروئیز ( فورد ) و هیدرا ماتیک ( جنرال موتور ) به کار برده شده است .

یکی از بزرگترین مزیت های جعبه دنده های اتوماتیک این است که به طور خودکار دنده ها را تعویض می نماید و وظایف راننده را کاهش می دهد و در نتیجه او مجبور نخواهد بود که در تعویض دنده ها مهارت خاص رانندگی را دارا باشد و متناسب با مقاومت مسیر که بستگی به وزن سرعت و موقعیت اتومبیل دارد به طور خودکار در مواقع لزوم تعویض دنده ها انجام می گردد . در جعبه دنده های معمولی بر اثر سرعت بیش از حد معمول و یا عدم ایجاد هماهنگی بین سرعت چرخ دنده ها هنگام درگیر شدن توسط یک راننده ی غیر ماهر باعث استهلاک سریع قطعات خواهد گردید . در صورتی که در جعبه دنده های اتوماتیک راننده به یک اهرم تغییر وضعیت دنده ها و پدال گاز احتیاج دارد .

سیستم های کنترل کننده :

جعبه دنده های اتوماتیک دارای سیستم های کنترل کننده ای می باشند که اولا جعبه دنده را با موتور مربوط می سازد بدین ترتیب که هر گونه تغییرات موتور را عینا به جعبه دنده منتقل می نمایند و باعث تعویض دنده ها می گردند . ثانیا ارتباط راننده با جعبه دنده را به وسیله اهرم تغییر وضعیت به طور دستی بر قرار می سازد که هر کدام به نوبه ی خود دارای وظایفی می باشد :

سیستم کنترل دستی :

ارتباط راننده به جعبه دنده را بر قرار می سازد و تغییر وضعیت اهرم تعویض دنده ها را به وسیله ی اتصالات آن به سوپاپ دستی واقع در بدنه ی سوپاپ سیستم کنترل هیدرولیکی منتقل می نماید .

سیستم کنترل دریچه گاز :

این سیستم گشتاور موتور را احساس می کند و شامل مجموعه ی سوپاپ تعدیل فشار در بدنه ی سوپاپ سیستم کنترل هیدرولیکی می باشد و این سیستم اثر گشتاور ورودی را یا به وسیله ی اهرم های اتصال به طور مکانیکی از پدال گاز به جعبه دنده و یا به وسیله ی یک اثر خلایی از زیر دریچه گاز کاربراتور به یک واحد کنترل کننده خلایی در بدنه جعبه دنده دریافت می کند . اگر در تعویض خودکار دنده هااشکالی پیش بیاید علاوه بر موارد فوق یک ارتباط دهنده دیگری برای جعبه دنده ضروری است و بدین منظور یک سیستم گاورنرپیش بینی شده است تا تغییرات سرعت جاده ای اتومبیل را به جعبه دنده منتقل نماید .

سیستم کنترل گاورنر :

این سیستم تغییرات سرعت اتومبیل را از دور خروجی جعبه دنده احساس می کند و مانند سیستم کنترل دریچه گاز اثر فشار هیدرولیکی را به بدنه سوپاپ سیستم کنترل هیدرولیکی می فرستد این سیستم مجهز به مجموعه ی سوپاپ تنظیم فشار با وزنه های گریز از مرکز می باشد . سیستم کنترل دستی کنترل دریچه گاز و کنترل گاورنر قسمت هایی از سیستم کنترل هیدرولیکی می باشند .

سیستم کنترل هیدرولیکی :

این سیستم شامل یک پمپ هیدرو لیک جتو و سوپاپ تعدیل فشار برای تکمیل و پر کردن روغن مورد نیاز مبدل گشتاور با تجهیزات مربوطه و ارسال روغن به بدنه سوپاپ جهت تقسیم نمودن به مدارات راه انداز کلاچ و باند ( نوار ترمز ) می باشد. بدنه سوپاپ مغز سیستم هیدرولیکی و به طور معمول جایگاه سوپاپ دستی سوپاپ کنترل دریچه گاز و یک سوپاپ کنترل دستی برای ایجاد درگیری دنده یک توسط راننده و مجموعه ی سوپاپ تعویض دنده به طور خودکار می باشد .

 


+ نوشته شده در شنبه 88/2/12ساعت 12:1 صبح توسط هادی نظرات ( ) |



تکنولوژی انتقال قدرت(8)

چرخ دنده ها چگونه کار می کنند؟

چرخ دنده ها در بسیاری از وسایل مکانِیکی استفاده می شوند.آنها کارهای متفاوت بسیاری انجام می دهند ولی مهمترین آن کاهش دنده در تجهیزات موتوری است.این نقشی کلیدی است زیرا اغلب یک موتور کوچک چرخان با سرعت زیاد می تواند قدرت کافی برای وسیله را تولید کند ولی گشتاور کافی را نمی تواند.بعنوان مثال پیچ گوشتی الکتریکی دنده کاهشی بسیار بزرگی دارد زیرا که نیاز به گشتاور پیچشی زیادی برای پیچاندن پیچ دارد. ولی موتور فقط مقدار کمی گشتاور در سرعت بالا تولید می کند.با دنده کاهشی سرعت خروجی کاهش اما  گشتاور افزایش می یابد.

 کار دیگری که چرخ دنده ها انجام می دهند تنظیم کردن جهت چرخش است.بعنوان نمونه در دیفرانسیل بین چرخ های عقب اتومبیل شما قدرت بوسیله میل محوری که به مرکز اتومبیل متصل است منتقل می شود و دیفرانسیل باید 90 درجه نیرو را بچرخاند تا در چرخها بکار برد.

پیچیدگیهای بسیاری در انواع مختلف چرخ دنده وجود دارد.در این مقاله خواهیم آموخت که دندانه های چرخ دنده چگونه کار می کنند و درباره انواع مختلف چرخ دنده که در همه نوع ابزارهای مکانیکی یافت می شوند خواهیم آموخت. 

اصول اولیه

در هر چرخ دنده نسبت دنده با فاصله از مرکز چرخ دنده تا نقطه تماس تعیین می شود.به عنوان مثال در ابزاری با دو چرخ دنده ،اگر قطر یکی از چرخ دنده ها 2 برابر دیگری باشد، ضریب دنده 2:1 خواهد بود.یکی از ابتدایی ترین انواع چرخ دنده که می توانیم ببینیم چرخی با برامدگی هایی بشکل دندانه های چوبی است. 

پویا نمایی چرخ دنده ی ساده ی چوبی

مشکلی که این نوع از چرخ دنده ها دارند این است که فاصله از مرکز هر چرخ دنده تا نقطه تماس ،وقتی که چرخ دنده می چرخد تغییر می کند.این بدان معنی است که ضریب دنده وقتی چرخ دنده می چرخد تغییر می کند.یعنی سرعت خروجی نیز تغییر میکند. چنانچه شما در اتومبیل خود از چرخ دنده هایی شبیه به این  استفاده کنید،ثابت نگه داشتن سرعت در این شرایط  غیر ممکن خواهد بود و شما دائما باید سرعت را کم و زیاد کنید.

دندانه های چرخ دنده های نوین پروفیل مخصوصی که دنده گستران
(اینولوت
involute ) نامیده می شود استفاده می کنند.این پروفیل دارای خاصیت بسیار مهم ثابت نگه داشتن نسبت سرعت بین دو چرخ دنده است.در این نوع ، همانند چرخ میخی بالا نقطه تماس جابجا می شود ولی فرم گستران دندانه های چرخ دنده این جابجایی را جبران می کند.برای جزئیات به این قسمت مراجعه کنید.در ادامه بعضی از انواع چرخ دنده ها را میبینیم.

چرخ دنده ساده  

چرخ دنده های ساده معمولی ترین نوع چرخ دنده می باشند.آنها دندانه های صافی دارندو بر روی محورهای موازی سوار می شوند.سابقا چرخ دنده های ساده بسیاری برای بوجود آوردن دنده های کاهشی بسیار بزرگی استفاده می شد.

چرخ دنده ی ساده

چرخ دنده های ساده در دستگاه های بسیاری استفاده می شوند.مانند پیچ گوشتی الکتریکی ، آبپاش نوسانی ، ساعت زنگی ، ماشین لباسشویی و خشک کن لباس .اما شما در اتومبیل خود تعداد زیادی از آن را نخواهید یافت زیرا چرخ دنده ساده واقعا" می تواند پر سروصدا باشد.هر وقت دندانه چرخ دنده یک دنده را با چرخ دنده دیگری درگیر کند دنده ها برخورد کرده و این ضربه صدای بلندی تولید می کند، همچنین فشار روی چرخ دنده را افزایش می دهد .برای کاهش دادن صدا و فشار روی چرخ دنده اغلب چرخ دنده ها در اتومبیل شما مارپیچی می باشند.

چرخ دنده های مارپیچ 

 وقتی دو دنده بر روی سیستم چرخ دنده مارپیچ درگیر می شوند تماس از انتهای یکی از دنده ها شروع شده و بتدریج با چرخش چرخ دنده گسترش میابد تا زمانی که دودنده بطور کامل درگیر شوند.

چرخ دنده مارپیچ

درگیر شدن تدریجی چرخ دنده های مارپیچی را وادار می کند که آرامتر و ملایم تر از چرخ دنده های ساده عمل کنند.به همین دلیل چرخ دنده های مارپیچی تقریبا" در جعبه دنده های همه اتومبیل ها مورد استفاده قرارمی گیرد.

 بعلت زاویه دنده ها در چرخ دنده های مارپیچ وقتی که دنده ها درگیر می شوند بار محوری بوجود می آورند.دستگاه هایی که از چرخ دنده های مارپیچ استفاده می کنندیاتاقان هایی دارند که می توانند این بار محوری را نگه دارند.یک نکته جالب در مورد چرخ دنده های مارپیچ این است که اگر زوایای دندانه های چرخ دنده صحیح باشند می توا نند روی محور عمودی سوار شده زاویه چرخش را روی 90 درجه تنظیم کنند.

چرخ دنده مارپیچ عمودی

چرخ دنده مخروطی

چرخ دنده مخروطی زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که مسیر چرخش محور نیاز به تغییر کردن دارد و معمولا"برمحورهای 90 درجه سوار می شوند ولی می توا نند طوری طراحی شوند که در زوایای دیگر نیز به همین خوبی عمل کنند. دندانه ها روی چرخ دنده های مخروطی می توانند صاف ، مارپیچی ویا قوسی باشند.دندانه های چرخ دنده های مخروطی صاف در حقیقت مشکلی مشابه دنده چرخ دنده های ساده دارند.که وقتی هر دنده درگیر می شود به دنده متناظر در آن لحظه ضربه می زند.

چرخ دنده مخروطی

درست مانند چرخ دنده ساده، راه حل این مشکل انحنا دادن به دندانه های چرخ دنده می باشد. این دندانه های مارپیچی درست مانند دندانه های مارپیچی درگیر می شوند تماس از یک انتها ی چرخ دنده شروع می شود و به صورت تصاعدی در سرتاسر دندانه گسترش می یابد.

چرخ دنده مخروطی با دندانه های مارپیچ

در چرخ دنده های مخروطی صاف و مارپیچی محورها باید بر هم عمود باشندو همچنین در یک صفحه واقع شوند. اگر شما دو محور را پشت چرخ دنده امتداد دهید همدیگر را قطع خواهند کرد .از طرف دیگر چرخ دنده های قوسی (hypoid gear) می توانند با محور ها در صفحات مختلف (محور های متنافر) درگیر شوند.

چرخ دنده ی مخروطی هیپوئیدی در دیفرانسیل

این خصوصیت در دیفرانسیل اتومبیلهای بسیاری استفاده می شود.چرخ دنده بزرگ مخروطی دیفرانسیل و چرخ دنده کوچک ورودی (پنیون) هر دو از نوع قوسی (هیپوئیدی) هستند. این به پنیون ورودی اجازه می دهد که پایین تر از محور چرخ دنده بزرگ مخروطی سوار شود.شکل بالا پنیون ورودی درگیر با چرخ دنده مخروطی بزرگ در دیفرانسیل را نشان می دهد. زمانی که محور محرک اتومبیل به پنیون ورودی متصل می شود پایین تر قرار می گیرد .این بدان معنی است که محور محرک در قسمت سواری جایی را اشغال نمی کند و فضای بیشتری برای سرنشینان و بار ایجاد می کند.

چرخ دنده های حلزونی

چرخ دنده حلزونی هنگامی مورد استفاده قرار می گیرد که نیاز به دنده کاهشی بزرگی باشد.برای چرخ دنده های حلزونی نسبت کاهش 20:1 و حتی تا 300:1 یا بالاتر از آن متعارف است.

چرخ دنده حلزونی

بسیاری  از چرخ دنده های حلزونی خاصیت جالبی دارند که چرخ دنده های دیگر ندارند: پیچ حلزون براحتی می تواند چرخ دنده را بچرخاند ولی چرخ دنده نمیتواند پیچ حلزون را بچرخاند و این بدان علت است که زاویه ی روی پیچ حلزون بقدری کم است که وقتی چرخ دنده سعی می کند آنرا بچرخاند نیروی اصطکاک بین چرخ دنده و پیچ حلزون آن را در جای خود نگه می دارد و مانع چرخش آن می شود.

این خاصیت برای ماشینهایی از قبیل سیستم های نقاله مکانیکی مورد استفاده است. آنهایی که خاصیت قفل کنندگی در آنها هنگامی که موتور نمی چرخد می تواند همانند یک  ترمز برای نقاله عمل کند.

استفاده خیلی جالب دیگر چرخ دنده های حلزونی در دیفرانسیل تورسن(Torsen differential) که در بعضی از اتومبیلها و کامیونهای بارکش با کارایی بالا استفاده می شود است.

چرخ دنده و میله دنده  

چرخ دنده و میله دنده برای تبدیل کردن حرکت دورانی به حرکت خطی استفاده می شوند.مثال کاملی از آن فرمان اتومبیلهاست . فلکه فرمان چرخ دنده ای که با میله دنده درگیر است را می چرخاند. وقتی که چرخ دنده می چرخد میله دنده را به چپ یا راست می لغزاند بسته به آنکه شما فرمان را بکدام سمت می پیچانید.

چرخ دنده و میله دنده در ترازوی خانگی

چرخ دنده و میله دنده همچنین در بعضی ترازوها برای گردش صفحه مدرجی که وزن شما را نشان می دهد به کار می رود.

چرخ دنده های سیاره ای و نسبت بین دنده ها

 هر مجموعه چرخ دنده سیارهای سه جزء اصلی دارد :

- دنده خورشیدی

- دنده سیاره ای و حامل دنده سیاره ای

- دنده بزرگ حلقه ای (رینگی)

 هر کدام از این سه جزء می توانند ورودی یا خروجی باشند یا می توانند ثابت نگه داشته شوند.انتخاب کدام قطعه ای برای کدام منظور نسبت دنده را برای چرخ دنده ها معین می کند.به یکی از چرخ دنده های سیاره ای منفرد نگاهی می اندازیم.

یکی از چرخ دنده های سیاره ای جعبه دنده ما یک چرخ دنده بزرگ حلقه ای با 72 دننده (کرانویل) و یک چرخ دنده خورشیدی با 30 دنده دارد . می توانیم نسبت دنده های بسیاری از این جعبه داشته باشیم.

همچنین قفل شدن هر دو جزء با هم همه ی قطعه را قفل خوا هد کرد و نسبت دنده 1:1 خواهد شد

توجه کنید که اولین نسبت دنده ای که در جدول بالا ثبت شده است کاهشی است یعنی  سرعت خروجی از سرعت ورودی کمتر است.دومین نسبت دنده پرسرعت است یعنی سرعت خروجی بیشتر از سرعت ورودی است و آخری نیز دوباره کاهشی است ولی مسیر خروجی معکوس شده است.نسبت دنده های مختلف بسیاری از مجموعه چرخ دنده بالا می توان استخراج کرد ولی آنهایی که می بینید مربوط به جعبه دنده ی اتوماتیک می باشند.

 پس این یکی از مجموعه های چرخ دنده است که می تواند همه ی این نسبت
دنده های مختلف را بدون درگیر کردن یا خلاص کردن چرخ دنده های دیگر تولید کند. با دو تا از این مجموعه چرخ دنده ها در یک ردیف ما می توانیم 4 دنده جلو و یک دنده عقب (معکوس) مورد نیاز در جعبه دنده را داشته باشیم.در قسمت بعدی دو مجموعه از چرخ دنده ها را با هم قرار خواهیم داد.
  

جزئیات پروفیل چرخ دنده گسترانی (اینولوت)

 درپروفیل دندانه های چرخ دنده گسترانی نقطه تماس ازنزدیکی یکی از دندانه ها شروع شده و با چرخش چرخ دنده نقطه تماس از آن چرخ دنده دور شده و به دیگری نزدیک می شود.اگر شما نقطه تماس را دنبال کنید، نشانگر یک خط مستقیم است که از یکی از چرخ دنده ها شروع شده و در کنار دیگری پایان می یابد.این بدان معنی است که شعاع نقطه تماس با درگیر شدن دندانه ها بزرگتر می شود.

قطر دایره گام قطر تماس موثر است .از آنجایی که قطر تماس ثابت نمی باشد قطر دایره گام واقعا فاصله تماس متوسط است.وقتی که دندانه ها ابتدا شروع به درگیر شدن می کنند دندانه چرخ دنده بالایی به دندانه چرخ دنده پایینی در داخل قطر دایره گام برخورد می کند.اما توجه کنید که آن قسمت از دنده بالا که با دنده پایین تماس پیدا می کند، در آن نقطه بسیار لاغر است.با چرخش چرخ دنده نقطه تماس به سمت قسمت ضخیم تر دندانه چرخ دنده بالایی لغزیده می شود.این امر دنده بالایی را به جلو رانده بنا براین جبرانی برای قطر تماس اندکی کوچکتر می باشد.با ادامه دادن دندانه ها به چرخیدن نقطه تماس دور تر شده حتی از قطر دایره گام خارج می شود.اما پروفیل دندانه های پایینی جبرانی برای این جابجایی است.نقطه تماس شروع به لغزیدن به سمت قسمت لاغر دندانه پایینی می کند مقدار کمی از سرعت چرخ دنده بالایی برای جبران قطر تماس افزوده شده،کم می کند.نتیجه نهایی این است که حتی اگر قطر نقطه تماس بطور ممتد تغییر کند سرعت ثابت باقی می ماند.بنابراین پروفیل دندانه چرخ دنده گسترانی یک نسبت سرعت دورانی ثابت تولید می کند.

 


+ نوشته شده در شنبه 88/2/12ساعت 12:0 صبح توسط هادی نظرات ( ) |



تکنولوژی انتقال قدرت(10)

عملکرد کلاچ:

اگر دیسک ها مستقیما به بدنه وصل شوند کلاچ ها میتوانند یک عضو را ثابت کنند که در این صورت به این نوع کلاچ ، کلاچ ثابت کننده (fix clutch) گویندو ان را با fc  نشان میدهند.

گر دیسک ها در داخل یک طبلک قرار داشتند به طوری که با درگیر نمودن کلاچ عضوی ثابت نشود بلکه انتقال قدرت و یا درگیر شدن دو عضو را سبب شود ، به این نوع کلاچ ، کلاچ روتوری (rotor clutch) گویند و آن را با Rc نشان میدهند.

پیاده کردن پیستون ترمزی: 

1- با به کار بردن کمپرسور پیستون را از درام خارج میکنیم

2- دو عدد واشر داخلی و خارجی را از پیستون جدامیکنیم در هنگام بستن کلاچها و دیسکها را شسته و اورینگها را تعویض میکنیم و اورینگهای نو را یک ساعتی قبل از نصب در روغن مخصوص خود میگذاریم تا خیس بخورد.

 کلاچ:

 کلاچ یک اتصال اصطکاکی میان موتور اتومبیل به عنوان منبع تولید توان و جعبه دنده اتومبیل برقرار می‌کند. در حالی که کلاچ اتومبیل درگیر است توان از موتور به جعبه دنده و از آنجا به چرخها انتقال می‌یابد. لیکن گاهی لازم می‌شود که دنده مورد استفاده در جعبه دنده ماشین بر حسب شرایط جاده و سرعت حرکت ماشین تغییر کند. برای آنکه بتوان این تغییر را به راحتی انجام داد، ابتدا لازم است که توان را از چرخ دنده‌های موجود در جعبه دنده قطع کرد. برای قطع کردن این ارتباط توانی میان جعبه دنده و موتور از کلاچ استفاده می‌شود. این کار برای راننده اتومبیل می‌تواند به‌راحتی فشاردادن یک پدال به کمک پای خویش باشد. لیکن فشار دادن این پدال پایی باعث فاصله گرفتن محور جعبه دنده از صفحه در حال چرخش موتور (فلایویل) خواهد شد. بوجود آمدن فاصله، معادل است با قطع ارتباط و انتقال توان. در این حالت راننده برای مدت کوتاهی پدال کلاچ را نگه می‌دارد و در حالی که جعبه دنده تحت هیچ نیروی خاصی قرار ندارد دنده مناسب را انتخاب کرده و جعبه دنده را در آن دنده مطلوب قرار می‌دهد و سپس پدال کلاچ را رها می‌کند. در این حالت انتقال توان از موتور به جعبه دنده دوباره از سر گرفته خواهد شد.

ویژگیهای لحاظ شده در طراحی بهینه کلاچ 

جهت طراحی بهینه کلاچ باید موارد گوناگونی را در نظر گرفت که در زیر به آنها اشاره می کنیم:

- انتقال ماکزیمم گشتاور : طراحی کلاچ باید بگونه ای باشد که بتواند 125 تا 150 درصد ماکزیمم گشتاور تولیدی موتور را منتقل کند.

- درگیری و خلاصی تدریجی : کلاچ و سیستمهای عملگر آن باید بگونه ای طراحی شوند که حین خلاصی و درگیری صفحات کمترین تکان را به خودرو منتقل کند.

- پخش سریع حرارت تولید شده : حین درگیری کلاچ بعلت وجود لغزش در ابتدای امر، گرمای زیادی تولید می شود که باید به طرقی دفع شود.

- بالانس دینامیکی : چون کلاچ عضو دوار متحرک است، بنابراین در سرعتهای زیاد جهت جلوگیری از بوجود آمدن نیروهای جانبی باید از لحاظ دینامیکی بالانس باشد.

- استهلاک نوسانات : طراحی کلاچ باید به گونه ای باشد که سبب از بین رفتن نوسانات انتقالی از موتور به سیستم انتقال قدرت و نوسانات انتقالی از چرخها به موتور شود.

- ابعاد کلاچ : از لحاظ ابعادی، کلاچ باید کمترین فضای ممکن را اشغال کند.

- اینرسی : قطعات متحرک کلاچ باید کمترین اینرسی ممکن را داشته باشند.

- سادگی در تعویض و تعمیر : تعویض قطعات و تعمیر آنها باید به سادگی صورت گیرد.

- سهولت در عملکرد کلاچ نزد راننده : عمل کلاچ گیری و تعویض دنده نباید برای راننده حالت خسته کننده و طاقت فرسایی داشته باشد.

انواع کلاچ

بدون لغزش : این نوع کلاچها دو حالت دارند؛ حالت خلاصی و حالتی که کلاچ کاملاً درگیر است. بنابراین در این حالت لغزش یا سایش در کلاچ به هیچ عنوان مشاهده نمی شود.

یکطرفه : این کلاچها در گردش از یک طرف همانند کلاچ بدون لغزش عمل می کند، اما اگر چرخش در جهت مخالف صورت گیرد دو صفحه کاملاً روی هم سر می خورند

و هیچگونه انتقال نیرویی صورت نمی گیرد؛ بنابراین در این کلاچها گشتاور تنها از یک طرف منتقل می شود.      

اصطکاکی : اساس عملکرد این کلاچها درگیری دو صفحه دارای ضریب اصطکاک نسبتاً بالاییست که این درگیری سبب انتقال نیرو از یکی از صفحات به صفحه دیگر می شود. انواع مورد استفاده این نوع کلاچها شامل دیسکی، مخروطی، صفحه ای و تسمه ای می باشد.

 هیدرولیک : در این نوع کلاچها نیرو از یکی از صفحات به سیال و سپس از سیال به صفحه متحرک مورد نظر منتقل می شود.

از میان انواع کلاچهای فوق تنها دو نوع آخر در خودروهای امروزی مورد استفاده قرار می گیرد .

کلاچ اصطکاکی

این نوع کلاچها به پنج نوع عمده زیر تقسیم می شوند :

-کلاچ مخروطی

-کلاچ تک صفحه ای

-کلاچ چند صفحه ای

-کلاچ نیمه گریز از مرکز

-کلاچ گریز از مرکز

کلاچ مخروطی (Con Clutch)

 در این کلاچها همانگونه که از اسم آن پیداست سطوح اصطکاکی به شکل مخروطی هستند. هنگامی که کلاچ در گیر می شود،گشتاور از طریق فلایویل که سطح داخلی آن به شکل مخروطی است به سطح مخروطی دیگری که درون فلایویل جای می گیرد منتقل می شود. برای خلاص کردن کلاچ نیز سطح مخروط خارجی کمی از درون فلایویل بیرون کشیده می شود تا تماس دو سطح قطع شود.

مزایا : برای فشار یکسان وارده بر پدال، نیروی اعمالی برروی سطوح اصطکاکی در این حالت بزرگتر از نیروی محوری اعمال شده نسبت به کلاچ صفحه ای است.

معایب : اگر زاویه مخروط کوچکتر از حدود 20 درجه انتخاب شود، ممکن است حالت خود قفلی پیش بیاید و جدا کردن دو سطحی که با هم در حالت چرخش هستند مشکل شود.

کلاچ تک صفحه ای (Single Plate Clutch)

در این نوع کلاچ، صفحه اصطکاکی بین فلایویل و صفحه فشارنده نگهداشته می شود و نیروی اعمالی توسط صفحه فشارنده سطوح را به هم می چسباند. این نیروی اعمالی از طریق یک پدال که بوسیله پای راننده فشرده می شود بوجود می آید. این نیرو سبب فشرده شدن انگشتی متصل به صفحه فشارنده می شود و بدین ترتیب نیرو از پای راننده به صفحه اصطکاکی منتقل می شود.

کلاچ تک صفحه ای

مزایا : در این نوع کلاچ تعویض دنده نسبت به کلاچ مخروطی آسانتر است، زیرا جابجایی پدال در این حالت کمتر است و همچنین مانند کلاچ مخروطی مشکل قفل شدن در این حالت وجود ندارد.

معایب : فنرها در این نوع کلاچ نسبت به حالت مخروطی باید سختی بیشتری داشته باشند و در نتیجه نیروی فشارنده بزرگتری مورد نیاز است.

کلاچ تک صفحه ای با فنر دیافراگمی (Diaphragm Spring Clutch )

اساس کار این نوع کلاچها همانند کلاچ تک صفحه ای است با این تفاوت که در اینجا بجای فنرهای پیچشی از فنر دیافراگمی استفاده می شود؛ این فنرها در حالت عادی به شکل مخروط ناقص هستند، اما هنگامی که فشرده می شوند حالت تخت به خودمی گیرند.

مزایا : به علت ذخیره انرژی در امتداد شعاعی طرح نهایی این کلاچ در امتداد محوری به مراتب کوچکتر و جمع و جورتر خواهد بود. فنر دیافراگمی در مقایسه با فنرهای تخت کمتر تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز قرار می گیرند، لذا برای استفاده در دورهای بالاتر مناسب تر می باشند. در این طرح فنر دیافراگمی هم بعنوان فنر فشارنده و هم بعنوان قطعه ناخنی عمل می کند، لذا این قطعات از سیستم حذف شده اند و باعث کاهش وزن کل و سر و صدای سیستم می شوند. در مورد فنر مارپیچی رابطه نیرو و جابجایی فنر خطی است. لذا با سایش صفحات اصطکاکی، به نسبت مقدار نیروی فشارنده آنها نیز کاهش می یابد. در حالیکه در مورد فنر دیافراگمی این رابطه غیر خطی بوده و می توان آن را به نحوی طراحی نمود که حساسیت کمتری به سایش داشته باشد.

معایب: نیروی فنر دیافراگمی نسبت فنرهای پیچشی کمتر است، بنابراین فقط در ماشینهای سبک می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

عملکرد این کلاچ همانند کلاچ تک صفحه ای است با این تفاوت که در اینجا بجای یک صفحه کلاچ، به تناسب گشتاور انتقالی مورد نظر از چندین صفحه اصطکاکی استفاده می شود. این امر باعث می شود که کلاچ بتواند گشتاور بزرگتری را منتقل کند. بنابراین این کلاچها بیشتر در خودروهای سنگین یا خودروهای مسابقه ای که به انتقال گشتاور بزرگتری نیاز دارند، مورد استفاده قرار می گیرد.

کلاچ نیمه گریز از مرکز (Semi-Centrifugal Clutch )

در این نوع کلاچها، فنرها برای انتقال گشتاور در سرعتهای معمولی طراحی می شوند، در حالیکه در سرعتهای بالاتر نیروی گریز از مرکز به انتقال گشتاور کمک می کند.

در این کلاچها نیروی گریز از مرکز از طریق وزنه هایی بوجود می آید که همراه سایر اجزا دوار کلاچ می گردند.

کلاچ گریز از مرکز (Centrifugal Clutch )

در این نوع از کلاچها بر خلاف کلاچهای نیمه گریز از مرکز، تنها از نیروی گریز از مرکز برای اعمال فشار بر روی صفحات و درگیر کردن کلاچ استفاده می شود. از مزایای این نوع کلاچ این است که به پدال کلاچ نیازی ندارد. کنترل کلاچ بصورت اتوماتیک و توسط دورموتور صورت می گیرد. خودروهایی که از این کلاچها استفاده می کنند، توانایی متوقف شدن با دنده درگیر را دارند، بدون اینکه خودرو خاموش شود. بنابراین در این حالت به مهارت کمتری از جانب راننده نیاز است.

نمونه ای از این کلاچها را در شکل مشاهده می کنید. طرز کار این سیستم بدینگونه است که هنگامی که سرعت خودرو افزایش می یابد، وزنه A در اثر افزایش نیروی گریز از مرکزبالا می رود، در نتیجه میله رابط B سبب اعمال نیرویی به صفحه C می شود. این نیرو توسط فنر E به صفحه D منتقل می شود. صفحه D شامل صفحه اصطکاکی است که توسط اعمال فشار با فلایویل F درگیر می شود. فنر G باعث عدم درگیری کلاچ در سرعتهای پایین و حدود rpm 500 می شود. زائده H مقدار نیروی گریز از مرکز را محدود می کند چرا که وزنه A نهایتاً در این نقطه متوقف می شود. نیروی p متناسب با نیروی گریز از مرکز در هر سرعت خاص است. در حالیکه نیروی Q اعمال شده بوسیله فنر G در همه سرعتها ثابت می باشد. نموداری از نیروی گریز از مرکز را در دورهای مختلف موتور در شکل می توان مشاهده کرد.

 


+ نوشته شده در جمعه 88/2/11ساعت 11:58 عصر توسط هادی نظرات ( ) |



<      1   2   3   4      >