گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند
گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند
طرز کار گیربکس اتوماتیک
اگر شما یک ماشین با گیربکس اتوماتیک رانده باشید ، بنابراین شما دو تفاوت بزرگ بین گیربکس های اتوماتیک و گیربکس های دستی را می شناسید :
· خودرو های دارای گیربکس اتوماتیک پدال گاز ندارند .
· خودرو های دارای گیربکس اتوماتیک مکانیسم تعویض دنده( دسته دنده ) ندارند . یک بار شما جعبه دنده را در حالت drive قرار می دهید ، همه چیز ها دیگر خودکار عمل می کند .
هر دو ، گیربکس اتوماتیک ( بعلاوه تورک کنورتور ) و گیربکس دستی ( با کلاچ ) دقیقاً مانند هم عمل می کنند ، اما از راه های کاملاً متفاوت . نتیجه آن که راه های که گیربکس اتوماتیک برای تعویض دنده انجام می دهد کاملاً شگفت انگیز است .
محل قرار گرفتن گیربکس اتوماتیک
ما در این مقاله طرز کار گیربکس اتوماتیک را خواهیم گفت . ابتدا با اساس کلی سیستم شروع می کنیم : دنده های سیاره ای .
بنابراین ما چگونگی درگیر کردن گیربکس ( دنده ها ) خواهیم دید ، و چگونگی کنترل کار آنرا خواهیم آموخت و در مورد ریزه کاریهای پیچده مربوط به کنترل گیربکس بحث خواهیم کرد .
درست مثل جعبه دنده های دستی ، کار اولیه گیربکس های اتوماتیک این است که به موتور ( که دارای دامنه محدود سرعت است ) اجازه می دهد که سرعت خروجی آن دامنه وسیعی داشته باشند .
نمونه برش خورده یک گیرکس اتوماتیک (Mercedes-Benz CLK)
خودرو ها بدون گیربکس محدود به یک نسبت انتقال دور می باشند ، این نسبت که قابل انتخاب است و به خودرو اجازه می دهد که با حداکثر سرعت مطلوب طی مسیر کند . اگر حداکثر سرعت 80 مایل می خواهید ، پس باید انتقال دور شما شبیه دنده سه گیربکس های دستی خودرو ها باشد .
شما احتمالاً در حین رانندگی با خودرو های دارای جعبه دنده دستی فقط از دنده سه استفاده نمی کنید و اگر هم این کار را بکنید شتاب مورد نظرتان را در هنگام شذروع حرکت نخواهید داشت . و در سرعت های بالا نیز ، موتور زوزه ای طولانی خواهد داشت ( اگر عقربه نشان دهنده دور موتور نزدیک خط قرمز شود ) در این حالت موتور خودرو به زودی فرسوده می شود و تقریباً غیر قابل رانندن است.
بنابراین دنده های گیربکس تاثیر بیشتر یر گشتاور موتور دارد و موتور کار خود را با سرعت مناسبی ادامه می دهد .
تفاوت اساسی بین گیربکس های اتوماتیک و دستی این است که گیربکس دستی با درگیر و آزاد کردن مجموعه دنده های مختلف به شفت خروجی نسبت انتقال دور های متفاوتی می دهد. در حالی که در گیربکس اتوماتیک با همان مجموعه از دنده ها همه نسبت انتقال دور های متفاوت را می دهد . مجموعه دنده های سیاره ای وسیله ای است که این کار ها را در گیربکس اتوماتیک مقدور می کند .
اکنون چگونگی کار مجموعه دنده های سیاره ای را خواهیم دید .
مجموعه دنده های سیاره ای و نسبت انتقال دور
وقتی جعبه دنده اتوماتیک را باز کرده و به داخل آن نگاه می کنیم . مجموعه ای عظیم از اجزای مختلف را در فضای نسبتاً کوچکی می بینیم . از جمله چيزهاى ديگرکه شما مىبينيد:
· مجموعه مبتکرانه دنده های سیاره ای
· مجموعه ای از باند ها که اجزای مختلف مجموعه دنده ها را قفل می کند
· مجموعه ای متشکل از سه صفحه کلاچ تر که قسمت های دیگر از مجموعه دند ها را قفل می کند .
· یک سیستم هیدرولیک شگفت انگیز که کلاچ ها و باندها را کنترل می کند
· یک پمپ دنده ای بزرگ که روغن را در اطراف گیربکس به حرکت در می آورد .
مجموعه دنده های سیاره ای مرکز توجه (قلب ) گیربکس های اتوماتیک است . که اندازه ی آن به مانند یک طالبی است . این یک قسمت ، همه نسبت های انتقال دور را که در یک گیربکس اتوماتیک قابل تولید است به وجود می آورد . همه قسمت های دیگر که در آنجا هستند به مجموعه دنده های سیاره ای کمک می کنند که این کار ها را انجام بدهد .
از چپ به راست : دنده رینگی( کرانویل) ، حامل سیار ه ای و دو مجموعه دنده خورشیدی
هر مجموعه دنده های سیاره ای متشکل از سه قسمت اصلی است :
· دنده خورشیدی
· دنده های سیاره ای و حامل دنده های سیاره ای
· دنده رینگی
هر یک از این سه قسمت می توانند ورودی ، خروجی یا می توانند ثابت نگه داشته شوند . انتخاب هر قطعه نقشی را بازی می کند که نسبت انتقال دور برای مجموعه دنده ها را تعیین می کند . اجازه دهید به یک مجموعه دنده های سیاره ای نگاه کنیم .
یکی از مجموعه دنده های سیاره ای گیربکس ما یک دنده رینگی با 72 دندانه و یک دنده خورشیدی با 30 دندانه دارد . ما می توانیم نسبت های انتقال دور خیلی متفاوتی را از این مجموعه دنده ها داشته باشیم .
|
|
Input |
Output |
Stationary |
Calculation |
Gear Ratio |
|
A |
Sun (S) |
Planet Carrier (C) |
Ring (R) |
1 + R/S |
3.4:1 |
|
B |
Planet Carrier (C) |
Ring (R) |
Sun (S) |
1 / (1 + S/R) |
0.71:1 |
|
C |
Sun (S) |
Ring (R) |
Planet Carrier (C) |
-R/S |
-2.4:1 |
هم چنین با قفل شدن دو قسمت از سه قسمت ( دنده خورشیدی ، دنده رینگی و حامل سیاره ای) در یک دیگر ، تمام قسمت ها با کاهش دنده ای 1:1 قفل خواهد شد .
توجه کنید که اولین نسبت انتقال دور که در بالا لیست شده یک نسبت انتقال دور کاهشی است . یعنی سرعت شفت خروجی نسبت به سرعت شفت ورودی آرام تر است . دومی اوردرایو است یعنی سرعت شفت خروجی سریعتر از سرعت شفت ورودی است . آخری هم نسبت انتقال دور کاهشی است اما جهت شفت خروجی معکوس شده است . چندین نسبت دور دیگری نیز می تواند در این مجموعه دنده های سیاره ای تولید شود . نسبت انتقال دور های دیگری نیز وجود دارد که برای گیربکس اتوماتیک ما مناسب است .
انیمیشن نسبت انتقال دورهای متفاوت مربوط به گیربکس اوماتیک
روی دکمه سمت چپ شکل بالا کلیک کنید .
بنابراین یک مجموعه می تواند همه این نسبت های انتقال دور را تولید کند بدون این که از هر دنده دیگر ، درگیر یا خلاص شود . با دو عدد از این مجموعه دنده ها در یک راستا ،ما می توانیم چهار دنده جلو و یک دنده عقب ( معکوس) از گیربکس مان را داشته باشیم . ما در قسمت بعدی دو مجموعه دنده را باهم درگیر می کنیم .
اجزای مجموعه دنده های سیاره ای
این گیربکس اتوماتیک از مجموعه دنده هایی استفاده می کند که ترکیب ترکیب مجموعه دنده های سیاره ای نامیده می شود، آن شبیه یک مجموعه دنده سیاره ای منفرد است اما مانند دو مجموعه سیاره ای ترکیب شده(متحد) عمل می کند . آن یک دنده رینگی دارد که همیشه خروجی گیربکس است . اما آن دو دنده خورشیدی و دو مجموعه دنده سیاره ای دارد .
اجازه دهید به بعضی قسمت های آن نگاهی داشته باشیم :
چگونگی قرار گرفتن دنده ها در داخل یک دیگر
از چپ به راست : دنده رینگی ، حامل سیاره ای و دو دنده خورشیدی
شکل زیر نشان دهنده سیاره ای در حامل سیاره ای است . توجه کنید که سیاره ای سمت راست پایین تر از سیاره ای سمت چپ جای داده شده . سیاره ای سمت راست با دنده رینگی درگیر نیست ، آن با سیاره ای های دیگر درگیر است . تنها سیاره ای سمت چپ با دنده رینگی درگیر است .
حامل سیاره ای : توجه کنید به دو مجموعه از سیاره ای
در شکل بعدی شما داخل حامل سیاره ای را می توانید ببینید . دنده های کوچکتر ، تنها با دنده خورشیدی کوچکتر درگیر شده اند . سیاره ای های بزرگتر با دنده خورشیدی بزرگتر و سیاره ای کوچکتر درگیر شده است.
نمای درونی حامل سیاره ای : به دو مجموعه دنده سیاره ای توجه کنید .
انیمیشن زیر نشان می دهد که چطور همه قسنت ها به هم وصل شده اند .
دسته دنده را حرکت دهید تا نحوه انتقال قدرت در داخل گیربکس ببینید .
دنده های گیربکس اتوماتیک
دنده یک
در دنده یک ، دنده خورشیدی کوچک در جهت عقربه های ساعت توسط توربین تورک کونورتور چرخانده می شود. حامل سیاره ای سعی می کند در خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخد ، اما آن توسط کلاچ یک طرفه( که تنها مجاز است در جهت عقربه های ساعت بچرخد ) نگه داشته می شود و دنده رینگی شفت خروجی را می چرخاند . دنده کوچک 30 دندانه دارد و دنده رینگی 72 دندانه دارد، بنابراین نسبت انتقال دو زیر را داریم :
Ratio = -R/S = - 72/30 = -2.4:1
بنابراین نسبت انتقال دور 2.4:1 یک انتقال دور منفی است ، یعنی این که جهت خروجی بر خلاف جهت ورودی است . اما در حقیقت جهت خروجی همان جهت ورودی است . مجموعه سیاره ای اول با مجموعه سیاره ای دوم درگیر می شوند و مجموعه دوم دنده رینگی را می چرخاند ؛این ترکیب جهت را عوض ( معکوس ) می کند . شما می توانید ببینید که هم چنین آن موجب چرخش دنده خورشیدی بزرگ می شود ؛ اما موجب آزاد شدن کلاچ می شود ، دنده خورشیدی بزرگ در خلاف جهت توربین آزادانه می چرخد (در خلاف جهت عقربه های ساعت) .
با حرکت دسته دنده شما می توانید چگونگی انتقال قدرت را در گیربکس مشاهده کنید .
دنده دو
این گیربکس بعضی قسمت ها را هماهنگ می کند تا این که نسبت مورد نیاز برای دنده دو را بدست بیاورد . آن شبیه دومجموعه دنده سیاره ای اند عمل می کند که با یک حامل سیاره ای مشترک به همدیگر وصل شده اند .
در مرحله اول حامل سیاره ای ، دنده خورشیدی بزرگ را به عنوان دنده رینگی به کار می گیرد . بنابراین مرحله اول شامل خورشیدی ( دنده خورشیدی کوچکتر ) حامل سیاره ای و دنده رینگی ( دنده خورشیدی بزرگتر ).
دنده خورشیدی کوچکتر ورودی ، دنده رینگی( دنده خورشیدی بزرگتر) ثابت ( توسط باندها نگه داشته شده ) و حامل سیاره ای خروجی است . در این مرحله دنده خورشیدی به عنوان ورودی ، حامل سیاره ای به عنوان خروجی و دنده رینگی ثابت ، این فرمول آن است :
1 + R/S = 1 + 36/30 = 2.2:1
برای هردور چرخش دنده خورشیدی کوچک ، حامل سیاره ای 2.2 بار می چرخد . در مرحله دوم حامل سیاره ای به عنوان ورودی برای مجموعه سیاره ای دوم عمل می کند . دنده خورشیدی بزرگ ( که ثابت نگه داشته شده ) به عنوان خورشیدی عمل می کند و دنده رینگی به عنوانخروجی عمل می کند ، بنابراین نسبت دور زیر به وجود می آید :
1 / (1 + S/R) = 1 / (1 + 36/72) = 0.67:1
برای کاهش دور دنده دوم ، ما مرحله اول را در مرحله دوم ضرب می کنیم 2.2 x 0.67 تا به نسبت دور کاهشی 1.47:1برسیم . آن ممکن است صدای ناراحت کننده ای ( مضحک) ایجاد کند ،در حالی که کار می کند .
با حرکت دسته دنده شما می توانید چگونگی انتقال قدرت را در گیربکس مشاهده کنید .
دنده سه
بیشتر گیربکس های اتوماتیک در دنده سه نسبت انتقال دور 1:1 دارند . شما از بخش های قبلی به یاد دارید برای ایجاد نسبت دور خروجی 1:1 باید دو قسمت از سه قسمت مجموعه دنده های سیاره ای قفل شوند . این ترتیب قرار گرفتن دنده ها ساده تر است . با درگیرشدن کلاچ دنده خورشیدی با توربین قفل می شود .
اگر هر دو دنده خورشیدی در یک جهت بچرجند ،حامل سیار ه ای قفل می شود . زیرا آنها می توانند تنها در جهت مخالف بچرخند . این دنده رینگی را با سیاره ای قفل می کند و موجب می شود مانند یک چیز واحد بچرخد و نسبت 1:1 تولید کند .
با حرکت دسته دنده شما می توانید چگونگی انتقال قدرت را در گیربکس مشاهده کنید .
اوردرایو
با این تعریف ، اور درایو یعنی شفت خروجی سریع تر از شفت ورودی می چرخد . این یک افزایش سرعت است. در این گیر بکس به کاربردن اوردرایو دو چیز را در یک زمان انجام می دهد. اگر مقاله تورک کنورتور را خوانده باشید ، نحوه قفل شدن آن می آموزید . به منظور افزایش بازده ، بعضی خودرو ها مکانیزم قفل تورک کنورتور دارند برای این که خروجی موتور مستقیماً وارد گیربکس شود .
در این گیربکس موقعی که از اوردرایو استفاده می کنیم ، شفتی که به پوسته تورک کنورتور ( که به فلایویل موتور پیچ شده) متصل شده ، به وسیله کلاچ به حامل سیاره ای وصل می شود . دنده خورشیدی کوچک آزادانه می چرخد ( خلاص می چرخد ) ، دنده خورشیدی بزرگ توسط باند های اوردرایو نگه داشته می شود . چیزی به توربین متصل نیست ، تنها ورودی از پوسته کنورتور است . دوباره به جدول قبلی بر می گردیم . این بار حامل سیاره ای ورودی ، دنده خورشیدی ثابت و دنده رینگی خروجی است .
Ratio = 1 / (1 + S/R) = 1 / ( 1 + 36/72) = 0.67:1
بنابراین شفت خروجی گیربکس برای هر دو سوم چرخش میل لنگ ، یک دور می چرخد . اگر موتور 2000 دور در دقیقه بچرخد ، خروجی گیربکس با سرعت 3000 دور در دقیقه می چرخد . این به راننده خودرو اجازه می دهد که با سرعت بزرگ راه ( زیاد ) حرکت کند در حالیکه موتور با دور آرام تری کار می کند .
با حرکت دسته دنده شما می توانید چگونگی انتقال قدرت را در گیربکس مشاهده کنید .
دنده عقب
دندهد عقب خیلی شبیه به دنده یک است ، با این تفاوت که به جای دنده خورشیدی کوچک که توسط توربین تورک کنورتور رانده می شود ، دنده خورشیدی بزرگ رانده می شود و دنده خورشیدی کوچک در جهت مخالف ، خلاص می چرخد . حامل سیاره ای توسط باند های دنده عقب نگه داشته می شود . بنابراین طبق تساوی ، ما از صفحه قبل داریم :
Ratio = -R/S = 72/36 = 2.0:1
بنابراین نسبت انتقال دور در دنده عقب اندکی کمتر از حالت دنده یک در این گیربکس است .
نسبت انتقال دور(نسبت دنده) :
این گیربکس چهار دنده جلو و یک دنده، عقب دارد . خلاصه ای از نسبت انتقال دور ها ، ورودی ها و خروجی ها :
|
Gear |
Input |
Output |
Fixed |
Gear Ratio |
|
1st |
30-tooth sun |
72-tooth ring |
Planet carrier |
2.4:1 |
|
2nd |
30-tooth sun |
Planet carrier |
36-tooth ring |
2.2:1 |
|
Planet carrier |
72-tooth ring |
36-tooth sun |
0.67:1 | |
|
|
|
Total 2nd |
1.47:1 | |
|
3rd |
30- and 36-tooth suns |
72-tooth ring |
|
1.0:1 |
|
OD |
Planet carrier |
72-tooth ring |
36-tooth sun |
0.67:1 |
|
Reverse |
36-tooth sun |
72-tooth ring |
Planet carrier |
-2.0 |
بعد از خواندن این بخش شما احتمالاً متعجب می شوید که چطور ورودی ها متفاوت قطع و وصل می شوند . این کار توسط یک سری از کلاچ ها و باندها در داخل گیربکس انجام می شود. در بخش بعدی نحوه کار آنها را خواهیم دید .
مجموعه ی خورشیدی یا مجموعه ی دنده های سیاره ای
The Planetary Gear Assembly) )
قلب جعبه دنده های اتوماتیک سیستم دنده های خورشیدی است. بنابراین لازم است تا مروری بر ساختمان اساسی یک مجموعه خورشیدی ساده را داشته باشیم .
یک مجموعه خورشیدی یا سیاره ای مطابق شکل زیر شامل یک دنده خورشیدی یا دنده مرکزی است که احاطه شده است با دنده های هرز گرد سیاره ای یا پینیون ها که روی محور نگهدارنده به طور انفرادی در حامل سیاره ای یا قفسه قرار گرفته و حرکت دورانی می کنند و به طور دائم درگیر می باشند و قفسه در داخل دنده داخلی یا رینگی ( به این دلیل به این نام خوانده می شود که محیط دایره از داخل دندانه دار شده است ) احاطه شده و به طور دائم با پینیون های دنده های سیاره ای در گیر می باشند.
مجموعه ی دنده های خورشیدی یا سیاره ای که نامش از عمل دنده های پینیون سیاره ای گرفته شده است ، قادرند تا دور محورشان بچرخند و هم زمان اطراف دنده خورشیدی دوران نمایند مانند گردش زمین که هم به دور خودش وهم اطراف کره خورشید دوران می نمایند.
با مطالعه شکل بالا به چند مزیت مهم دنده های خورشیدی پی می بریم.
1- تمام اعضاء مجموعه خورشیدی در یک محور اصلی شریک هستند و در نتیجه همه آن ها در یک مجموعه قرار گرفته اند.
2- دنده های خورشیدی همیشه به طور ثابت با هم درگیر می باشند و امکان حذف دندانه و یا شکستن و سر و صدا کمتر وجود دارد و هم چنین تعویض نسبت دنده سریع و بطور خود کار بدون افت قدرت انجام می گردد.
3- دنده های خورشیدی نسبت به جعبه دنده های استاندارد می توانند سخت تر و قوی تر باشند و بارهای گشتاوری را بطور وسیع جابجا یا انتقال نمایند و دارای حجم کمتری می باشند به این دلیل که بار گشتاوری از میان دنده های سیاره ای عبور می نماید و نیرو به چند دنده سیاره ای که تعداد دنده های درگیر آنها بیشتر می باشد تقسیم می گردد و در نتیجه قدرت انتقال افزایش پیدا می کند.
4- موقعیت اعضاء مجموعه سیاره ای برای نگه داشتن یا درگیری و قفل نمودن آنها با یکدیگر برای تعویض نسبت دنده ها نسبت به هم رابطه ساده ای دارند.
تعاریف ( Definitions) :
وقتی که یک سری چرخ دنده با هم به صورت ساده و یا ترکیب شده و یا مانند سیستم خورشیدی در حال گردش می باشند لازم است تا بعضی از اصطلاحات را در مورد توضیح چگونگی کار و تاثیر آنها بر مسیر قدرت ، عنوان گردد . بنابراین مروری داریم بر تعاریف درگیری دنده که در مورد وظیفه و عملکرد مجموعه ی خورشیدی ضروری می باشد .
نسبت دنده ( Gear Ratio ) :
با چرخش چرخ دنده ورودی می توان دور های مختلفی را در چرخ دنده ی خروجی به دست آورد . در یک ترکیب درگیری ساده اگر تعداد دوران چرخ دنده ورودی 3 دور و تعداد دوران چرخ دنده خروجی یک دور باشد ، نسبت دنده 3:1 خواهد بود .
کاهش دنده (of Reduction ) :
نسبت دنده باعث می شود که در این حالت گشتاور افزایش و دور کاهش یابد . به عنوان مثال در مورد یک نسبت دنده 3:1 اگر گشتاور ورودی 180 فوت- پوند و دور ورودی 2700 دور در دقیقه باشد به ترتیب گشتاور خروجی به 540 فوت- پوند و دور خروجی به 900 دور در دقیقه تغییر می یابد . ( ضایعات و تلفات اصطکاکی که همیشه وجود دارد محسوب نگردیده است . )
اوردرایو (Overdrive ) :
این حالت برعکس اثر نسبت کاهش دنده عمل می کند ، عامل نسبت دنده باعث می شود که گشتاور کاهش و دور افزایش یابد . در یک نسبت دنده 1:3 اگر گشتاور ورودی 180 فوت-پوند و دور ورودی 2700 دور در دقیقه باشد گشتاور خروجی به 60 فوت – پوند و دور خروجی به 8100 دور در دقیقه تغییر خواهد یافت .
حرکت مستقیم (Direct Drive ) :
نسبت دنده 1:1 و بدون تغییر در گشتاور و دور ورودی می باشد .
خلاص یا آزاد گردی (Neutral or Free Wheeling) :
در این حالت قدرت ورودی وجود دارد ولی قدرت از جعبه دنده خارج نمی گردد .
عضو عکس العملی ( Reaction Member ) :
در مجموعه خورشیدی اساس حالت انتقال با ثابت بودن یکی از اعضاء مجموعه می باشد که این عمل توسط وسایل اصطکاکی مانند نوارهای ترمز یا باند ، کلاچ های دیسکی چند صفحه ای و کلاچ یک طرفه انجام می گیرد .
قوانین طرز کار دنده های خورشیدی
The Laws of Planetary Gear Operation))
طرز کار دنده های خورشیدی توسط پنج قانون اساسی که در واقع کلید آگاهی در مورد مسیر های مختلف اعمال قدرت در تمام جعبه دنده های اتوماتیک می باشند بیان می گردد و آنها عبارتند از : حالت خلاص ، کاهش دنده ،اوردرایو، حرکت مستقیم و دنده عقب که به ترتیب هر یک را مورد بررسی قرار می دهیم.
قانون خلاص ( Law of Neutral ) :
اگر هر کدام از عضو های مجموعه سیاره ای بچرخد اما هیچ کدام از آنها نگه داشته نشوند خروجی وجود نخواهد داشت . مثلا اگر دنده خورشیدی عضو ورودی باشد اما نه کاریر ( قفسه ) و نه رینگی ترمز نشود ، پینیون ها حول محور خود خواهند چرخید و کاریر یا دنده رینگی را حول دنده خورشیدی به چرخش در می آورند . البته هر کدام که مقاومت کمتری داشته باشد خواهد چرخید و به جز آن عضوی که همراه پینیون ها می چرخد خروجی دیگری وجود نخواهد داشت . یعنی سیستم خلاص است . نتیجه ای مشابه حالت بالا هنگامی رخ می دهد که دنده رینگی و یا کاریر عضو ورودی باشد و عضو دیگری ترمز نشود ، پینیون ها حول محور خود خواهد چرخید و عضو دارای مقاومت کمتر را خروجی می چرخانند در این حالت سیستم خلاص است .
در جعبه دنده های اتوماتیک حالت خلاص یا مانند فوق است و یا توسط محور توربین مبدل گشتاور که ورودی جعبه دنده است قطع می گردد و در تمام تولیدات جدید جعبه دنده های اتوماتیک 2 سرعته ( T-300 ) Jetaway ، پاور گلایدوتورک داریو جعبه دنده های هستند که وضعیت خلاص از طریق هرز کار کردن دنده ها عملی می گردد و در بقیه جعبه دنده ها وضعیت خلاص از طریق قطع محور توربین مبدل انجام می گیرد .
قانون کاهش دنده ( Law of Reduction ) :
اگر کاریر عضو خروجی باشد و هر یک از عضو های دیگر عضو ورودی باشند و بالاخره عضو باقیمانده ثابت باشد ، نتیجه کاهش دور خواهد بود . دوران خروجی نیز در جهت دوران ورودی خواهد بود .
توجه داشته باشید که در هر دو روش ایجاد کاهش دور ، کاریر ( قفسه ) عضو خروجی است.
روش اول
- دنده رینگی – ورودی
- دنده خورشیدی – ثابت
- کاریر – خروجی
دنده رینگی عضو ورودی است و در جهت عقربه ساعت می چرخد .
دنده خورشیدی ثابت است چون دنده رینگی در جهت عقربه ساعت می چرخد پینیون ها را در جهت عقربه ساعت می چرخاند . و چون پینیون ها با دنده خورشیدی ثابت درگیر هستند در جهت عقربه ساعت حول آن دوران می کنند .
دوران کاریر در جهت عقربه ساعت همراه پینیون ها با کاهش سرعت توام است . کاریر عضو خروجی است .
روش دوم
- دنده خورشیدی – ورودی
- دنده رینگی – ثابت
- کاریر – خروجی
اگر دنده خورشیدی عضو ورودی باشد و در جهت عقربه ساعت بچرخد پینیون ها در جهت عکس عقربه ساعت خواهند چرخید .
چون دنده رینگی ثابت است محور پینیون های درگیر با آن در جهت عقربه ساعت دندانه های داخلی دنده رینگی را می پیماید و کاریر را با خود جابجا می کنند . کاریر در این حالت نیز عضو خروجی است و در همان جهت دوران دنده خورشیدی با سرعت کمتر خواهد چرخید .
قانون اوردرایو ( Law of Overdrive ) :
اگر کاریر عضو ورودی باشد و یکی از عضو های باقی مانده ثابت باشند ، عضو خروجی سریعتر از عضو ورودی خواهد چرخید . جهت دوران شفت های ورودی و خروجی یکسان خواهد بود . توجه داشته باشید که در هر دو روش ایجاد اوردرایو ، کاریر عضو ورودی است.
روش اول
- کاریر – ورودی
- دنده رینگی – ثابت
- دنده خورشیدی – خروجی
کاریر عضو ورودی است و در جهت عقربه ساعت می چرخد .
دنده رینگی ثابت است . پینیون ها در داخل دنده رینگی ثابت شده خلاف عقربه ساعت می چرخند . در این حالت پینیون ها دنده خورشیدی را در جهت عقربه ساعت می چرخانند و در این صورت دنده خورشیدی خروجی است . دنده خورشیدی خروجی در همان جهت دوران کاریر می چرخد اما سرعت بیشتر .
روش دوم
- کاریر – ورودی
- دنده خورشیدی – ثابت
- دنده رینگی – خروجی
کاریر عضو ورودی است و دورانش در جهت عقربه ساعت است ، اما دنده خورشیدی ثابت است .
پینیون ها در جهت عقربه ساعت می چرخند و دنده رینگی را در جهت عقربه ساعت می چرخانند . دنده رینگی عضو خروجی است و در جهت دوران کاریر ورودی اما با سرعت بیشتر دوران می کند .
قانون حرکت مستقیم ( Law of Direct Drive ) :
چنانچه هر دو عضو از این مجموعه دنده سیاره ایی به هم متصل شده و به یک عضو ورودی واحد تبدیل شوند ، در این صورت این دو عضو در یک جهت و با یک سرعت می چرخند . تحت این شرایط عضو سوم از مجموعه دنده به دو عضو دیگر قفل شده و در همان جهت و با همان سرعت می چرخد و نتیجه حرکت مستقیم یا نسبت دنده 1: 1 است .
با مجموعه دنده سیاره ای ساده سه راه برای ایجاد حرکت مستقیم وجود دارد توجه داشته باشید که در هر حالت عضو سوم به دو عضو دیگر قفل می شود چون از چرخش پینیون ها ممانعت به عمل می آید . به جهت نتایج بدست آمده در عملی ترین طرح ، تنها روش اول برای ایجاد حرکت مستقیم به طور معمول در گیربکس های مدرن کاربرد دارد .
روش اول
- دنده خورشیدی و رینگی – ورودی
- کاریر – خروجی
دنده خورشیدی و دنده رینگی به هم قفل شده و در جهت عقربه ساعت می چرخند .
از آنجا که دنده خورشیدی و دنده رینگی به هم قفل شده اند . از چرخش پینیون ها حول محور خود جلوگیری می کنند چون این پینیون ها نسبت به دنده خورشیدی و یا دنده رینگی حرکت و یا چرخشی ندارند ، کاریر نیز قفل می شود . در نتیجه کل مجموعه دنده سیاره ایی به همدیگر قفل می شوند و مانند یک مجموعه واحد می چرخند .
روش دوم
- دنده خورشیدی و کاریر – ورودی
- دنده رینگی – خروجی
-
همچنین ممکن است کاریر و دنده خورشیدی را به هم قفل کرد و آنها را در جهت عقربه ساعت چرخاند .
چون کاریر و دنده خورشیدی به هم قفل می شوند پینیون ها نمی توانند حول دنده خورشیدی حرکت کنند و یا حول محورشان بچرخند . بنابراین پینیون ها دنده خورشیدی را نگه می دارند و بار دیگر مجموعه به صورت یک پارچه می چرخد .
روش سوم
- دنده رینگی و کاریر – ورودی
- دنده خورشیدی – خروجی
اگر دنده رینگی و کاریر قفل شوند و با هم در جهت عقربه ساعت بچرخند .
نتیجه مانند حالتی است که دنده خورشیدی و کاریر قفل شوند . پینیون ها نمی تواند بچرخند و دنده خورشیدی را به اعضای دیگر مجموعه قفل می کنند ، در این حالت کل مجموعه در یک جهت و با یک سرعت می چرخد
قانون دنده عقب ( Law of Reverse ) :
چنان چه کاریر ثابت باشد و یکی از دو عضو باقیمانده ورودی باشند عضو آخری عضو خروجی خواهد و در جهت عکس دوران می کند . چرخش پینیون ها در داخل کاریر ثابت شده جهت دوران را از عضو ورودی به عضو خروجی معکوس می کنند . توجه داشته باشید که در هر دو حالت معکوس کاریر ثابت است .
روش اول
- کاریر – ثابت
- دنده رینگی – ورودی
- دنده خورشیدی – خروجی
دنده رینگی ورودی است و در جهت عقربه ساعت می چرخد .
کاریر ثابت است اما پینیون ها بر روی محور خود در جهت عقربه ساعت می چرخند . پینیون ها دنده خورشیدی را در جهت عکس عقربه ساعت می چرخانند لذا دنده خورشیدی خروجی سریعتر از دنده رینگی ورودی اما در جهت عکس دوران می کند . این حالت اوردرایو معکوس است .
روش دوم
- دنده خورشیدی – ورودی
- کاریر – ثابت
- دنده رینگی – خروجی
دنده خورشیدی عضو ورودی اس و در جهت عقربه ساعت می چرخد .
کاریر ثابت است اما پینیون ها روی محور خود و در جهت عکس می چرخند و دنده رینگی را نیز در همان جهت می چرخانند . دنده رینگی خروجی در این حالت با سرعت کمتر اما در جهت عکس عضو ورودی می چرخد و این حالت معکوس توام با کاهش دور است .
تورک کنورتور چگونه کار می کند
اگر شما راجع به گیربکس های دستی خوانده باشید ، می دانید که موتور به وسیله کلاچ به گیربکس وصل شده است . بدون این ارتباط اتومبیل برای این که بتواند بطور کامل توقف کند موتور باید خاموش شود . اما اتومبیل های با گیربکس اتوماتیک کلاچی برای قطع جریان نیرو از موتور به گیربکس را ندارند . در عوض در آنها از وسیله ی جالبی استفاده شده که تورک کنورتور نامیده می شود . آن ممکن است به اندازه کافی بزرگ نباشد اما چیزهایی که داخل آن قرار دارند خیلی جالب هستند .
ما در این مقاله خواهیم آموخت که چرا ماشین های با گیربکس اتوماتیک به تورک کنورتور نیاز دارند و اینکه تورک کنورتور چگونه کار می کند و برخی مزایا و معایب آن چیست ؟
اصول تورک کنورتور
اتومبیل های دارای گیربکس دستی نیز مانند اتومبیل های با گیربکس اتوماتیک نیاز به وسیله ای دارند که به موتور اجازه بدهد موقعی که چرخ ها و دنده ها در گیربکس توقف کرده اند ، موتور روشن بماند . اتومبیل های با گیربکس دستی برای قطع جریان نیرو از موتور به گیربکس از کلاچ استفاده می کنند و اتومبیل های با گیربکس اتوماتیک از تورک کنورتور استفاده می کنند .
تورک کنورتور بین گیربکس و موتور واقع شده است .
تورک کنورتور نوعی کوپلینگ هیدرولیکی است که به موتور اجازه می دهد مستقل از گیربکس بچرخد . موقعی که موتور به آرامی کار می کند ( مانند وقتی که در حالت خلاص کار می کند ) میزان گشتاوری که از طریق تورک کنورتور انتقال می یابد خیلی کم است بنابراین برای نگه داشتن اتومبیل تنها یکه فشار اندک بر روی پدال ترمز کافی است .
موقعی که ماشین توقف کرده اگر شما پدال گاز را فشار دهید برای نگه داشتن اتومبیل باید پدال ترمز را بیشتر فشار دهید . زیرا موقعی که پدال گاز را فشار داده اید سرعت موتور بالا می رود و پمپ ها روغن بیشتر وارد تورک کنورتور می کنند ، که موجب می شود گشتاور بیشتری به چرخ ها انتقال یابد .
اجزای تور کنورتور
همان طور که در شکل نشان داده شده چهار قطعه درز داخل محفظه محکم تورک کنورتور قرار دارد
· پمپ
· توربین
· استاتور
· روغن گیربکس
اجزای یک تورک کنورتور ( از چپ به راست ) : توربین ، استاتور و پمپ
محفظه تورک کنورتور به چرخ فلایویل موتور پیچ شده ، بنابراین با سرعتی که موتور کار می کند می چرخد . پره های سازنده پمپ تورک کنورتور که به بدنه تورک کنورتور چسبیده اند با همان سرعت موتور می چرخند در نمای پایین نحوه اتصال اجزای داخل تورک کنورتور نشان داده شده است .
پمپ داخل تورک کنورتور نوعی پمپ سانتریفوژی ( گریز از مرکز ) است . چنان که پمپ می چرخد روغن به بیرون پرتاب می شود ، مانند یک ماشین لباس شویی که وقتی کار می کند آب و لباس ها را به جداره های ماشین لباس شویی پرتاب می کند . وقتی که روغن به بیرون پرتاپ می شود خلاء به وجود می آید که روغن بیشتری را به مرکز می کشد .
نمای از پمپ تورک کنورتور که به بدنه چسبیده
روغن وارد تیغه های توربین می شود که توربین به گیربکس وصل شده است چرخیدن توربین موجب می شود که شفت ورودی به گیربکس بچرخد ، که اساس حرکت اتومبیل است . شما در شکل زیر می بینید که تیغه های توربین مورب هستند . این برای آن است که روغنی که از بیرون وارد توربین شده قبل از این که از مرکز آن خارج شود باید تغییر جهت بدهد . این تغییر جهت موجب چرخیدن توربین می شود .
توربین تورک کنورتور : هزار خار وسط توربین را به یاد داشته باشید . این جای است که به گیربکس وصل می شود .
برای تغییر جهت یک جسم متحرک شما باید نیروی به آن جسم وارد کنید ، آن جسم مهم نیست که اتومبیل باشد یا قطره روغن اگر به جسمی نیروی وارد شود که موجب حرکت آن جسم شود منشاء نیرو نیز نیروی در خلاف جهت احساس خواهد کرد . بنابراین توربین باعث می شود روغن تغییر جهت بدهد و روغن موجب چرخش توربین می شود .
روغن خروجی از مرکز توربین در جهت متفاوتی که وارد شده است حرکت می کند . اگر شما در شکل بالا به جهت فلش نگاه کنید می توانید ببینید که روغن خروجی از توربین در جهت مخالف پمپ ( و موتور ) می چرخد . اگر روغن با پمپ برخورد باعث می شد که موتور آرام کار کند( کند ) و نیرو هدر برود و این همان است که چرا تورک کنورتور استاتور دارد .
استاتور روغن برگشتی از توربین را به پمپ می فرستد . که موجب بهتر شدن بازده تورک کنورتور می شود . هزار خار را به یاد داشته باشید که به یک کلاچ یک طرفه داخل استاتور وصل شده است .
استاتور در مرکز تورک کنورتور قرار دارد کار آن به کار گرفتن روغن برگشتی از توربین ، قبل از برخورد دوباره به توربین است . که این کار افزایش چشمگیری در بازده تورک کنورتور دارد .
تیغه های استاتور طوری طراحی شده که جهت روغن را تقریباً به طور کامل معکوس می کند . کلاچ یکطرفه ( داخل استاتور) به یک شفت ثابت در داخل گیربکس وصل شده ( جهتی را که کلاچ می تواند در آن جهت استاتور بچرخد در شکل بالا نشان داده شده ). کلاچ یکطرفه برای این است استاتور نمی تواند در هر جهتی که روغن می خواهد ، بچرخد . کلاچ یکطرفه تنها در خلاف جهت نیروهای روغن که به تیغه استاتور برخورد می کنند می تواند بچرخد .
وقتی اتومبیل حرکت می کند یک اتفاق کوچک ، قدری فریبنده می افتد . در اطراف سرعت 40 مایل بر ساعت ( 64 کیلومتر بر ساعت ) هر دو پمپ و توربین تقریباً با سرعت یکسانی می چرخند ( پمپ همیشه اندکی سریعتر می چرخد ) . در این لحظه روغن برگشتی از توربین که وارد پمپ شده در جهت پمپ می چرخد ، بنابراین شاید فکر کنید دیگر نیازی به استاتور نیست .
با وجود اینکه توربین مسیر روغن تغییر می دهد و آن را به عقب پرتاب می کند ، و در جهتی که توربین می چرخد حرکت روغن خاتمه پیدا می کند. زیرا توربین در جهتی سریعتر می چرخد که روغن در خلاف آن جهت پمپ می شود .
اگر شما در پشت وانتی که با سرعت 60 مایل بر ساعت حرکت می کند ، ایستاده باشید و یک توپ با سرعت 40 مایل بر ساعت به سمت عقب وانت پرتاب کنید توپ با سرعت 20 مایل بر ساعت به سمت جلو حرکت خواهد کرد .
این شبیه چیزی است که در توربین اتفاق می افتد : روغن در یک جهت به عقب پرتاب می شود ، اما نه با سرعتی که در جهت دیگر می خواهد برود .
در این سرعت ها ، واقعاً روغن به پشت تیغه های استاتور ضربه می زند و موجب می شود که استاتور روی کلاچ یکطرفه خلاص بچرخد و مانع حرکت روغن از طریق آن شود .
مزایا و معایب
یکی از کارهای خیلی مهم تورک کنورتور این است که به اتومبیل اجازه می دهد بدون خاموش کردن موتور توقف کند . تورک کنورتور واقعاً به اتومبیل شما گشتاور بیشتری می دهد موقعی که در حین حرکت شتاب می گیرید . تورک کنورتور های جدید می تواند گشتاور موتور را دو تا سه برابر افزایش دهند . این اتفاق تنها موقعی می افتد که موتور سریعتر از گیربکس بچرخد .
در سرعت های بسیار بالا ، گیربکس و موتور تقریباً با سرعت یکسانی کار می کند . به طور مطلوب اگر چه گیربکس با همان سرعت موتور کار بکند این تفاوت در سرعت به علت قدرت تلف شده است .
این است قسمتی از دلیلی که چرا ماشین های با گیربکس اتوماتیک نسبت به ماشین های با گیربکس معمولی بدتر گاز می خورند .
برای مقابله با این اثر ، بعضی ماشین ها تورک کنورتور با کلاچ قفل کننده دارند . وقتی که دو تکه تورک کنورتور به یک سرعت می رسند ، برای رفع لغزش و بهبود راندمان ، این کلاچ آنها به همدیگر قفل می کند
کلاچ یک صفحه ای
به کمک این کلاچ راننده می تواند ارتباط بین موتور و جعبه دنده را قطع یا وصل نماید . با متصل شدن موتور به جعبه دنده ، قدرت از موتور به جعبه دنده انتقال می یابد . با قطع شدن نیرو از موتور به جعبه دنده که بوسیله کلاچ صورت می گیرد ، موتور آزادانه می چرخد و به جعبه دنده قدرتی انتقال نمی گردد . کلاچ به طور موقت ارتباط بین موتور و جعبه دنده را قطع می نماید و در نتیجه تعویض دنده را ممکن می سازد . بدون قطع شدن موقت انتقال قدرت ، خلاص کردن و درگیر نمودن جعبه دنده مشکل خواهد بود .
فشار زیادی که بین دنده های درگیر در جعبه دنده وجود دارد ، خارج کردن آنها را از یکدیگر ( درگیری ) مشکل می سازد . همچنین بدون کلاچ ، در گیر کردن دنده ها کار خطرناکی خواهد بود ، زیرا چرخ دنده محرک و متحرک اغلب با سرعت های متفاوت می چرخند و تلاش برای درگیر کردن آنها موجب شکستن دندانه های چرخ دنده ها خواهد شد .
وقتی کلاچ به کار گرفته شود ، جریان نیرو قطع می شود و در نتیجه فشار از روی دندانه ها بر داشته می شود و خارج کردن دنده ها از حالت در گیری و جدا شدن نیرو از موتور به جعبه دنده با عمل کلاچ ، دنده محرک جعبه دنده آزادانه می چرخد بطوری که می تواند با سرعت سایر دنده های جعبه دنده بچرخد . این عمل در جعبه دنده به کمک وسایلی که هم سرعت کننده (synchronizer ) نامیده می شود انجام می گیرد . به این ترتیب ، درگیر کردن دنده ها بدون برخورد آنها با یکدیگر و صدا کردن آنها صورت می گیرد .
در موقع توقف موقت خودرو که موتور کار می کند ، کلاچ باید فعال شود تا بتواند جعبه دنده را در وضعیت خلاصی قرار داد . در این صورت با رها کردن پدال کلاچ حتی با کار کردن موتور ، هیچ قدرتی توسط دستگاه انتقال قدرت به چرخ ها منتقل نمی شود .
برای روشن کردن موتور نیز از چنین وضعیتی استفاده می شود ، زیرا در این حالت می توان موتور را به گردش در آورد بدون این که قدرتی از موتور به چرخ ها منتقل بشود . پس از روشن شدن موتور ، باید دوباره کلاچ را خلاص کرد ( پا را روی پدال کلاچ فشار داد ) تا بتوان جعبه دنده را از حالت خلاصی در یک دنده معین برای حرکت کردن خودرو قرار داد .
قسمت هاي اصلي يك کلاچ
اصول کار کلاچ
کار کلاچ مبتنی بر تماس اصطکاکی بین دو سطح فلزی صاف محرک و سطوح اصطکاکی مواد پرچ شده به صفحه کلاچ یا دیسک کلاچ ( Disk ) می باشد . یکی از سطوح فلزی روی فلایویل Flywheel ) ) و دیگری روی صفحه فشاری کلاچ قرار دارد .
وقتی کلاچ در وضعیت در گیری قرار داشته باشد ، فشار فنر بین بدنه کلاچ و صفحه فشاریPressure plate ) ) ، صفحه کلاچ را بین دو سطح صاف فلایویل و صفحه فشاری تحت فشار قرار می دهد . اصطکاک بین این سطوح موجب می شود که با کار کردن موتور ، صفحه کلاچ همراه با فلایویل و صفحه فشاری بچرخد . نظر به این که توپی صفحه کلاچ (Disk hub ) به شافت کلاچ ( Clutch shaft ) درگیر می باشد ، شافت کلاچ نیز همراه با موتور خواهد چرخید .
برای جدا کردن نیرو از موتور به جعبه دنده ، پدال کلاچ فشار داده می شود این عمل هم به نوبه خود از راه اهرم بندی پدال ، دو شاخه کلاچ را به کار می اندازد و آن هم یاتاقان کف گرد کلاچ را که طرح آن در شکل زیر نشان داده شده ، به سوی فلایویل به حرکت در می آورد .
حرکت یاتاقان کف گرد در این جهت ، موجب آزاد شدن نیروی فنر که صفحه فشاری ، صفحه کلاچ و فلایویل را به هم فشار می دهد ، می گردد و باعث می شود که صفحه فشاری به طور مستقل از صفحه کلاچ بچرخد ، زیرا با این عمل صفحه فشاری از صفحه کلاچ دور می شود.
نمای برش خورده يك كلاچ
شکل زیر یک نوع مجموعه دو شاخه کلاچ را نشان می دهد . امتداد این دو شاخه از پهلوی محفظه کلاچ بیرون می آید و معمولاً دور سوراخی که دو شاخه از آن بیرون می آید یک گرد گیر وجود دارد که با نیروی یک فنر در جای خود نگه داشته می شود . در داخل محفظه ، یک پیچ سر کروی قرار گرفته که یک اتصال سیبکی به وجود می آورد و دو شاخه کلاچ به آن تکیه می کند . هنگامی که پدال حرکت کند و انتهای بیرونی دو شاخه جلو و عقب برود ، دو شاخه روی اتصال سیبکی حرکت لولای پیدا می کند . این حرکت موجب می شود که یاتاقان کف گرد کلاچ هم که به قسمت دو شاخه ای ، دو شاخه کلاچ متصل شده است در امتداد شافت کلاچ جلو و عقب برود ، کلاچ به آن تکیه می کند . هنگامیکه پدال حرکت کند و انتهای بیرونی دو شاخه جلو و عقب برود ، دو شاخه روی اتصال سیبکی حرکت لولای پیدا می کند .
این حرکت موجب می شود که یاتاقان کف گرد کلاچ هم که به قسمت دو شاخه ای ، دو شاخه کلاچ متصل شده است در امتداد شافت کلاچ به جلو و عقب برود .
وقتی یاتاقان کف گرد کلاچ به عقب و جلو حرکت کند ، با انگشتی های کلاچ ( اهرام های خلاص کننده کلاچ ) که تعداد آنها سه عدد می باشد و با فاصله مساوی دور کلاچ قرار گرفته اند تماس پیدا می کند . این انگشتی ها حول پین خود حرکت لولای دارند و فشار فنر را می گیرند و باعث می شوند که صفحه فشاری از صفحه کلاچ دور بشود.
فشار یاتاقان کف گرد به انتهای داخلی انگشتی ها موجب می شود که انگشتی به سمت چپ حرکت کند . با این عمل ، انگشتی حول اتصال سیبکی حرکت لولای می کند و انتهای بیرونی آن به سمت راست حرکت می کند و از طریق یک پایه به صفحه فشاری نیروی وارد می سازد و آن را به سمت راست حرکت می دهد . با این حرکت ، فنر های مارپیچی کلاچ مقداری جمع می شوند و به این ترتیب فشار از روی سطوح اصطکاکی صفحه فشاری ، صفحه کلاچ و فلایویل بر داشته می شود . در ضمن ، وقتی صفحه فشاری از فلایویل دور بشود بین صفحه فشاری و صفحه کلاچ و بین صفحه کلاچ و فلایویل فاصله ای به وجود می آید . با پیدایش این فاصله ، فلایویل و صفحه فشاری به طور مستقل از صفحه کلاچ خواهد چرخید .
عمل کلاچ
کلاچ به طور قراردادی توسط پدال کلاچ که در مقابل پای چپ راننده قرار می گیرد کار می کند . پدال کلاچ همیشه توسط فنرهای ، در حالت بالا یعنی در حالت درگیر بودن کلاچ نگه داشته می شود . موقعی که پدال کلاچ فشار داده می شود ، این حرکت به میله ها و اهرام های منتقل می گردد . ترتیب و طرح این ارتباطات در وسایل نقلیه مختلف متفاوت است و بستگی به شکل و ساختمان شاسی دارد .
الف - فنر کمکی : در بعضی از وسایل نقلیه یک فنر کمکی در نقطه ای از رابطهای کلاچ گذاشته می شود که به برگشتن پدال کلاچ کمک می نماید . این فنر که فنر برگردان پدال کلاچ ( Clutch pedal return spring ) نامیده می شود ، همیشه پدال کلاچ را بالا نگه می دارد و بعلاوه بلبرینگ کف گرد کلاچ را نیز از روی اهرم ها آزاد می کند .
ب- کار خلاء : در بعضی از وسایل نقلیه از یک سیلندر خلاء برای بکار انداختن کلاچ استفاده شده است . در این دستگاه ، نیروی خلاء با وسایلی از مانیفولد گاز (Intake manifold ) موتور به یک سیلندر وارد می گرد . موقعی که دریچه گاز ( Throttle valve ) کاربراتور بسته باشد ، خلاء موتور به حداکثر مقدار خود می رسد . این نیروی خلاء برای به کار انداختن سیلندر و خلاص نمودن کلاچ مورد استفاده قرار می گیرد .
موقعی که دریچه گاز بسته نباشد ، خلاء تنزل می کند و فنر های تعادل پذیری که در این دستگاه به کار رفته است بر نیروی فنر غلبه نموده و کلاچ را در گیر می کند . بدین طریق موقعی که دنده تعویض می گردد ، رها کردن پدال گاز باعث آزاد شدن و خلاصی کلاچ می گردد . موقعی که موتور با دور آرام کار می کند ، مثلاً موقعی که وسیله نقلیه متوقف است ، کلاچ خلاص می شود .
صفحه کلاچ
صفحه کلاچ یک طرح بالشتکی (Cushioning device ) دارد که در موقع درگیر شدن کلاچ یک تاثیر بالشتکی یا نرمش بین سطوح درگیر شونده به وجود می آورد . در ضمن ، صفحه کلاچ یک طرح ارتعاش گیر (Dampening device ) نیز دارد که از انتقال ارتعاشات پیچشی موتور به جعبه دنده جلوگیری می نماید .
طرح بالشتکی شامل یک ورقه فولادی فنری ، بریدگی دار ، موجدار است که انتهای کلاچ به آن پرچ می شود . لنت کلاچ (Friction facing ) غالباً محتوی مقدار زیادی الیاف آسبستوس ( Asbestos ) می باشد . لنت هر یک از دو طرف تقریباًmm 175/3 ضخامت دارد . این لنت ها توسط میخ پرچ (Rivet ) که از سطح مالش پایین تر قرار می گیرد به صفحه کلاچ متصل می شوند . هر یک از لنت ها به طور مستقل به صفحه فولادی فنری پرچ می شود . و هر میخ پرچ تنها یکی از لنت ها را به صفحه فولادی متصل می کند و از داخل لنت دیگر آزادانه عبور می نماید .
وقتی کلاچ درگیر می شود موج های صفحه ای فولادی کمی متراکم ( صاف ) می شوند و یک اثر بالشتکی یا نرمش بوجود می آورد . طرح ارتعاش گیر چند فنر مارپیچی نیرومند دارد . این فنر ها بین واشر های محرک پرچ شده به فنر های بالشتکی ، و فلانج توپی (Hub flange ) که به توپی صفحه کلاچ (Disk hub )متصل شده ، قرار گرفته اند . با این ترتیب ، توپی صفحه کلاچ از طریق فنر ها به حرکت در می آید . این فنر ها ارتعاشات پیچشی را که در موقع درگیر بودن کلاچ و تغییرات گشتاور موتور در خط انتقال قدرت به وجود می آید مستهلک می نماید . پین های توقف ( Stop pins ) ، حرکت نسبی بین فلانج توپی و واشر های محرک را محدود می سازد . یک حلقه اصطکاکی ریخته گری شده که بین فلانج توپی و واشر های محرک متراکم گشته است با اصطکاکی که دارد از تشدید نوسانات بین فلانج توپی و واشر های محرک جلوگیری می کند . قسمت توپی به صورت هزار خار با شافت کلاچ درگیر می باشد و می تواند روی آن حرکت کشویی داشته باشد .
در بعضی از کلاچ های خاص ، سطوح اصطکاکی صفحه کلاچ از فلز و سرامیک (به جای آسبستوس یا مواد آلی ) ساخته شده است ، شکل زیر
کلاچی که در شکل بالا نشان داده شده و تشریح گردیده از نوع 9 فنره می باشد . این کلاچ تعداد 9 فنر مارپیچی دارد که در موقع درگیری کلاچ فشار لازم برای تحت فشار قرار دادن صفحه کلاچ به فلايويل را تامین می نماید . در ماشین های سنگین تعداد فنر های نام برده بر حسب نیاز ممکن است از 9 عدد هم بیشتر باشد ولی به طور کلی تمام این فنر ها بر سطح صفحه فشار عمودی می باشند .
انواع دیگری از کلاچ نیز وجود دارد که از آن جمله می توان کلاچ 3 فنره ، کلاچ با فنر دیافراگمی ( Diaphragm-spring clutch )، کلاچ با فنر مارپیچی متحد المحور با شافت کلاچ ، کلاچ با چند صفحه اصطکاکی ( کلاچ چند صفحه ای ) ( Multi –disk clutch ) ، کلاچ گریز از مرکز ( Centrifugal clutch ) ، و کلاچ هیدرولیکی(Hydraulic clutch ) را نام برد .
کلاچ سه فنره
کلاچ سه فنره که در شکل زیر نشان داده شده به جای 9 فنر که در طرح قبلی به کار رفته است ، سه فنر فشاری دارد . این سه فنر به جای این که بر سطح صفحه فشاری عمود باشند نسبت به آن به طور مایل قرار گرفته اند ولی روش کار این کلاچ مانند کلاچ قبلی است .
AUTOMATIC TRANSMISSIONS
&
TRANSAXELS
Guide-master
Engineer Mr. Rabiei
Scholar
Javad mohamadizade
