کلاچ اصطکاکی

 کلاچ دستگاهی است که نیروی موتور را از گیربکس قطع یا وصل می کند یا به عبارت ساده تر عمل کلاچ برای تعویض دنده های گیربکس است این عمل به وسیله پدال که زیر پای چپ راننده قرار دارد انجام می شود به این ترتیب که با فشار به پدال کلاچ صفحه فلایویل جدا می شود و نیرو به گیربکس (جعبه دنده) نمی رسد و در نتیجه چرخ های وسیله نقلیه ازاد می شود  بر  عکس بارها کردن کلاچ صفحه کلاچ به فلایویل می چسبد ونیروی موتور تابع سرعت و قدرت دنده گیربکس می شود قطعات کلاچ عبارتند از صفحه کلاچ  و دو شاخه  کلاچ و صفحه  فلایویل و  بلبرینگ کلاچ و  اهرم و شاخک ها صفحه دهنده و دیسک کلاچ که از یک کاسه مانند از نوع چدن تشکیل شده است همانطور که گفته شد کلاچ  وسیله ای  را برای جدا کردن دستگاه مولد نیرو  و از سایر قسمت های استفاده از نیرو تامین می کند کلاچ انواع مختلفی  دارد  : یک صفحه ای  و دو صفحه ای و روغنی و خشک و کلاچ های اتوماتیک قطع کردن نیرو به علل نیرو زیر لازم است

1- گشتاور حاصل از پیستون یک موتور جرقه ای در سرعت خیلی کم صفر بوده و با زیاد شدن سرعت موتور زیاد می شود تا به حد متوسطی می رسد بنابراین برای وارد کردن گشتاور کافی به قسمت های به حرکت دراورنده خودرو  (چرخ ها)  در لحظه شروع به حرکت لازم است موتور قبل از انتقال نیروی خود به قسمت مورد استفاده قرار دهنده نیرو با سرعت کم و بدون بار حرکت کند

2- تعویض دنده ها تقریبا برای  یک راننده در هنگام ارتباط موتور با دستگاه انتقال نیرو و غیره ممکن است کلاچ باعث قطع شدن انتقال نیرو از موتور به قسمت های حرکت کننده شده و در نتیجه عوضکردن دنده اسان می شود

3- در هنگام راه اندازی موتور بهتر  است که  گشتاور اینرسی قسمت های دوار را که راه انداز را به در می اورد به حداقل رساند این  عمل با قطع  کردن قسمت های مورد استفاده قرار دهنده نیرو از میل لنگ به وسیله کلاچ عملی می شود  

  صفحه کلاچ

این وسیله سبب به حرکت درامدن سایر قسمت های کلاچ می باشد صفحه کلاچ شامل رویه های  اصطکاکی (لنت های صفحه کلاچ ) است که به یک صفحه فولادی پرچ شده اند صفحه فولادی حرکتدورانی را توسط فنرهای پیچشی به صفحه داخلی منتقل می کند صفحه داخلی با محور خروجی از موتور که محور ابتدایی دستگاه انتقال حرکت  است  درگیر است رویه های اصطکاکی بین دو عضو محرک یعنی چرخ طیار و صفحه فشار در اثر نیروی وارد از فنرهای بین روپوش و صفحه فشار کاملا تحت فشار قرار می گیرد  

ازاد شدن کلاچ

برای ازاد کردن کلاچ (جدا کردن دستگاه مولد نیرو از دستگاه انتقال نیرو) کاسه ساچمه ازاد کننده (بلبرینگ کلاچ) به وسیله زائده ای که ان را به پدال کلاچ مربوط  می کند به طرف چپ رانده می شود حرکت کاسه ساچمه ازاد کننده باعث می شود که اهرم ازاد کننده مانع از فشار دادن  صفحه فشار شده و فنرها را تحت فشار قرار دهد رویه های اصطکاکی کلاچ (لنت های صفحه کلاچ) دیگر بین چرخطیار و صفحه فشار دهنده تحت فشار قرار نمی گیرد عضو به حرکت  درایند یعنی صفحه کلاچ ازاد خواهد بود که مستقل از اجزای متحرک یعنی چرخ طیار و صفحه فشار می چرخد  

درگیر شدن کلاچ

به منظور درگیر کردن  کلاچ  (مربوط کردن دستگاه مولد نیرو به دستگاه  انتقال نیرو)  نیروی  وارد به پدال کلاچ حذف می شود فنرهای صفحه فشار در این موقع سبب فشردن صفحه فشار به رویه های صفحه کلاچ می شوند بنابراین عضو به حرکت درایند بین دو عضو  متحرک  تحت فشار قرار می گیرد و گشتاور حاصل از موتور به طور مساوی بین چرخ طیار و صفحه فشار تقسیم می شود و بر اثر نیروی اصطکاکی مماسی بین اعضای متحرک و عضو به حرکت درایند به دستگاه انتقال نیرو منتقل می شود پمپ کلاچ برای سهولت کار کلاچ تعبیه شده و دو نوع می باشد یکی پمپ بالا و دیگری پمپ پایین  

حذف ارتعاش میل لنگ

به علت فاصله زمانی  موجود  بین ضربات قدرت  منطقه  میل لنگ گاهی در میل لنگ ارتعاش های پیچشی  شدید  به وجود  می اید اگر  این ارتعاش ها  به بدنه  منتقل کننده نیرو منتقل شود صدای شدیدی تولید شده و دنده نیز به زودی سائیده می شود برای جلوگیری از این وضع بعضی انواع طرحهای حذف کننده ارتعاش لازم است کلاچ بهترین جای تعبیه این طرح هاست این طرح معمولا شامل فنرهای لوله های و واشرهای اصطکاکی تعبیه شده و در صفحه کلاچ می باشد بنابراین  در هنگامی که میل لنگ به طور پیچشی ارتعاش دارد حرکت نسبی بین رویه های اصطکاکی و تیغه محوری به وسیله فنرهای لوله ای امکان پذیر است و نیروی ارتعاشی به وسیله واشر اصطکاکی حذف می شود 

معایب سیستم کلاچ

1- لرزش اتومبیل هنگام رها کردن کلاچ

به علت خسته شدن و از فنریت افتادن توپی صفحه کلاچ نیروی وارد به صفحه کلاچ خنثی شده و درنتیجه هنگام حرکت اتومبیل دچار لرزش می شود معیوب بودن فنرهای صفحه فشار دهنده دیسک هم همین عیب را دارد برای رفع این عیب باید صفحه کلاچ به طور کامل تعویض شود

2- بکسواد کلاچ

 به علت تمام شدن لنت صفحه کلاچ یا چرب شدن لنت کلاچ بکسواد کرده و در نتیجه نیروی موتوربه یکدیگر به طور کامل منتقل نمی شود برای رفع عیب باید اقدام به تعویض لنت و رفع چربی روی لنت کرد

نکته : عواملی که باعث چرب شدن لنت می شود معیوب شدن کاسه نمد جلو گیربکس و انتهای میل لنگ است

 

انواع کلاچ خودرو 1

کلاچ وسیله ایست برای انتقال حرکت چرخشی از یک شفت به شفت دیگر. کلاچ در واقع یک وسیله قطع کردن و یا وصل کردن است که در سیستم‌های انتقال نیرو بکار می‌رود. اصولاً در سیستم‌های انتقال نیرو، توان و نیروی تولید شده در موتور برای استفاده به شکلی دیگر و یا استفاده در جایی دیگر نیاز به جابجایی و انتقال دارد. حال برای آنکه بتوان بر روی این انتقال نیرو کنترلی را اعمال کرد. ساده‌ترین راه استفاده از یک کلاچ است تا هر زمان که نیاز به توقف انتقال نیرو باشد، این عمل انجام پذیرد.
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. (شکل1-1)
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(شکل1-1)

 

 

شکل1-1     (الف)  کلاچ بدون لغزش     (ب)  کلاچ یکطرفه


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. (شکل1-2) برای خلاص کردن کلاچ نیز سطح مخروط خارجی کمی از درون فلایویل بیرون کشیده می شود تا تماس دو سطح قطع شود.

 

 

شکل1-2 کلاچ مخروطی


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. (شکل1-3) 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. (شکل1-4)

 

شکل1-3 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 خود می گیرند. (شکل1-5)

 

 

شکل1-5 فنر دیافراگمی و نمونه ای از کلاچ دیافراگمی
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. (شکل1-6)

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

شکل1-6 منحنی نیرو-جابجایی برای فنرهای مارپیچی و دیافراگمی  

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. (شکل1-7) این امر باعث می شود که کلاچ بتواند گشتاور بزرگتری را منتقل کند. بنبراین این کلاچها بیشتر در خودروهای سنگین یا خودروهای مسابقه ای که به انتقال گشتاور بزرگتری نیاز دارند، مورد استفاده قرار می گیرد.

 

 

شکل1-7 نمونه ای از کلاچ چند صفحه ای 

 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. (شکل1-8) در این کلاچها نیروی گریز از مرکز از طریق وزنه هایی بوجود می آید که همراه سایر اجزا دوار کلاچ می گردند. (شکل1-9)

 

شکل1-8 نمودار نیروی وارده روی صفحه فشارنده در کلاچهای نیمه گریز از مرکز

  شکل1-9 مدلی از کلاچ نیمه گریز از مرکز

 

نوشته شده در تاریخ سه شنبه 25 اسفند 1388    | توسط: میلاد سلطانی    | طبقه بندی: سیستم انتقال قدرت،     | نظرات()