کلاچ

کلاچ

کلاچ یک کلمه انگلیسی است و به معنی اتصال است. لیکن معنی مصطلح آن به وسیله‌ای اتلاق می‌گردد که عمل اتصال یا قطع کردن را انجام می‌دهد.

کلاچ ها اجزائی از ماشین هستند که به هنگام نیاز، ارتباط یک محور را به محور دیگر برقرار و یا قطع می کنند و سرعت های ان دو محور را به یک سرعت تبدیل می نمایند

کلاچ ها که قابل قطع و وصل می باشند همیشه از طریق اصطحکاک گشتاور را منتقل می نمایند برای ایجاد نیروی اصطحکاک لازم از نیروی:

مکانیکی و الکتریکی وهیدرولیکی و نپوهاتیکی استفاده می شوند.

انواع کلاچ

  1. کلاچ یک صفحه‌ای
  2. کلاچ مغناطیسی
  3. کلاچ تسمه‌ای
  4. کلاچ مخروطی
  5. کلاچ های اتوماتیک
  6. کلاچ های قطع و وصل شونده هیدرولیکی و پنوماتیکی

کلاچ های صفحه ای

یکی از متداول ترین کلاچ هایی که در صنعت اتومبیل سازی مورد استفاده قرار می گیرد کلاچ های یک صفحه ای هستند از مزایای این نوع کلاچ ها می توان به :

  1. ساختار ساده
  2. حجم کم
  3. نیروی تماس زیاد
  4. سایش لنت نسبتا کم
  5. غیر حساس به سرعت های زیاد و شرایط محیطی

کلاچ صفحه ای

کلاچ های مخروطی :

در این نوع کلاچ نیروی اصطحکاک توسط درگیر شدن سطح جانبی یک مخروط خارجی با یک مخروط داخلی انجام می پذیرد.

کلاچ های اتوماتیک:

این نوع کلاچ های بدون استفاده از نیروی خارجی به طور اتوماتیک عمل قطع و وصل را انجام می دهند و معمولا به سه دسته تقسیم بندی می شوند:

  • کلاچ های ایمنی
  • کلاچ های سانتر یفیوژ
  • کلاچ های یک جهته

کلاچ های ایمنی

این کلاچ ها زمانی به کار می افتند که گشتاور چرخشی سیستم از گشتاور چرخشی تنظیم شده آن ها زیاد تر شود در این صورت ارتباط دو محور محرک و متحرک را به طور اتوماتیک قطع می کنند. لازم به ذکر است که این نوع کلاچ ها از اعمال گشتاورهای بیش از حد به سیتم جلوگیری می کند.

کلاچ های یک جهته

این نوع کلاچ ها حرکت را فقط در یک جهت با توجه به یک جهت چرخشی محور محرک انتقال می دهد

کلاچ های قطع و وصل شونده الکتریکی

این کلاچها به شکلهای یک صفحه ای ساخته می شوند. عامل اصلی عمل قطع و وصل حرکت ، انرژی حاصل از الکترومغناطیسی است. این کلاچها سریع قطع و وصل می شوند و از نظر ابعادی نسبتاً کوچک می باشند.

کلاچ های قطع و وصل شونده الکتریکی

در این کلاچها برای فشاردادن صفحات به یکدیگر از نیروی الکترومغناطیسی استفاده می شود و دائماً به جریان برق احتیاج دارد. همچنین به دلیل جریان برق مداوم احتیاج به یک سیستم خنک کننده نیز می باشد. شکل زیر نمایی از یک نوع از این کلاچهاست.

اگرچه گران قیمت هستند ولی در سیستمهای کنترل اتوماتیک ، ماشینهای افزار و مخصوصاً در دستگاههای NC و CNC مصرف زیادی دارند.

کلاچ برقی هوشمند

  • کلاچ برقی هوشمند یک وسیله مدرن و جدید است که راحتی رانندگی یک خودرو اتوماتیک را با هزینه کم و بسیار اقتصادی فراهم مینماید.
  • در هنگام نصب کلاچ برقی هوشمند هیچ تغییری در وضعیت خودرو داده نمی شود

واین وسیله شامل یک موتور و یک مدار فرمان تماما الکترونبکی میباشد که همگی در اطراف موتور خودرو نصب میگردند همچنین یک کلید اصلی که در داخل اتاق ودر دسترس راننده قرار میگیرد تا در مواقع لزوم دستگاه را روشن یا خاموش نماید .علاوه بر آن یک کلید فشاری کوچک بر روی دنده خودرو نصب  و راننده به کمک آن از دستگاه استفاده مینماید.

یک سویچ ظریف بر روی دنده قرار میگیرد که امکان کنترل کلاچ را فراهم مینماید

کلاچ های قطع و وصل شونده هیدرولیکی و پنوماتیکی

سیستم ارتباط دهنده این نوع کلاچها پنوماتیکی و یا هیدرولیکی می باشند.

این کلاچ به راحتی قطع و وصل می شوند. چون تاثیر ناهمواریهای مهندسی و یا ساخت موجود در بین محورها را در موقع کار از بین می برند و همانند یک کلاچ لاستیکی عمل می کنند.

کلاچهای هیدرولیکی

از کلاچهای هیدرولیک در گیربکسهای اتوماتیک استفاده می شود. یک گیربکس به تنهایی تمام اتوماتیک نیست. مگر اینکه شامل مکانیزمی باشد که بتواند بطور اتوماتیک ارتباط موتور و گیر بکس را قطع و وصل کند. وسایلی که این کار را انجام می دهند کوپلینگ های هیدرولیکی و مبدلهای گشتاور هستند.

هر دو گشتاور موتور را به گیر بکس منتقل می کنند. اما مبدل گشتاور قادر به افزایش گشتاور موتور است در حالی که کوپلینگ هیدرولیکی این توانایی را ندارد.

کوپلینگ هیدرولیک

یک کوپلینگ هیدرولیکی شامل یک پمپ (ایمپلر) و یک توربین با پره های داخلی است که روبروی هم قرار گرفته اند. پمپ بوسیله یک صفحه به فلایویل متصل است و توربین نیز به شافت ورودی گیربکس متصل می شود. پمپ عضو محرک و توربین عضو متحرک است.

پمپ و توربین هر دو در یک محفظه آب بندی شده قرار دارند. روغن بوسیله پمپ داخل گیربکس به داخل محفظه کوپلینگ ارسال می شود. زمانی که ایمپلر بوسیله موتور می چرخد پره هایش روغن را گرفته و به سوی توربین پمپ می کند. سیال در داخل کوپلینگ دو مسیر را طی می کند : جریان گردابی و جریان دورانی.

جریان دورانی سیال ، مسیر دایره ای است که در نتیجه چرخش ایمپلر ایجاد می شود

جریان دورانی که به وسیله ایمپلر ایجاد می شود گشتاور چرخشی موتور را حمل می کند. گشتاور بدون جریان گردابی که سیال را از ایمپلر تا توربین حرکت می دهد نمی تواند به گیر بکس منتقل شود.

مسیر جریانهای تر کیب شده یک نیروی برآیند تولید می کند که از ایمپلر تحت زاویه خاصی به سوی توربین خارج می شوند. هنگامی که نیروی سیال پرتاب شده به سوی توربین به قدر کافی باشد، توربین می چرخد و شافت ورودی گیربکس را می گرداند.

مبدل گشتاور

  • مبدل گشتاورشامل سه عضو است که در داخل محفظه ای که بوسیله پمپ گیربکس پر از روغن می شود قرار دارند. این سه عضو عبارتند از :
    – ایمپلر Impler
    – توربینTurbine
    – استاتور Stator

مبدل گشتاور

مبدل گشتاور

روغن هایی که بوسیله پمپ به مبدل ارسال می شوند، به وسیله پره های ایمپلر جذب شده و از طریق جریان گردابی و دورانی مشابه کوپلینگ هیدرولیکی به طرف توربین پرتاپ می شوند.

اختلاف بین جریان روغن

بزرگترین اختلاف بین جریان روغن درون مبدل درمقایسه با کوپلینگ این است که در مبدل هنگام کم بودن سرعت افزایش گشتاور ایجاد می شود.

 

افزایش گشتاور

افزایش گشتاور هنگامی که روغن پره های توربین را ترک و به قسمت مقعر پره های استاتور برخورد می کند ایجاد می شود. این پره ها مسیر روغن خارج شده از توربین را اصلاح می کنند. بنابراین روغن های در حال پمپ شدن از سوی ایمپلر را به تیغه بعدی توربین هدایت می کنند. نیروی جریان روغن از استاتور، با شتاب دادن به جریان روغن در حال ارسال از ایمپلر مقدار گشتاور منتقل شده از ایمپلر به توربین را افزایش می دهد. این حالت مرحله افزایش گشتاور نامیده می شود.

افزایش گشتاور

افزایش گشتاور زمانی صورت می گیرد که جریان گردابی یک چرخش کامل از ایمپلر به توربین و دوباره از طریق استاتور به ایمپلر انجام دهد.

مزایا

از مزایای مهم استفاده از مبدلهای گشتاور نسبت به کلاچهای معمولی این است که انتقال گشتاور درخودروهای شامل مبدلهابه نرمی صورت می گیرد و نیاز به تنظیم خاصی ندارد. همچنین این خودروها می توانند با دنده درگیر نیز متوقف شده و یا حرکت کنند، بنابراین در این زمینه به مهارت خاصی از جانب راننده نیاز ندارد.

از دیگر مزایای مبدلهای گشتاور نسبت به کلاچهای اصطکاکی این است که تقریباً تمامی نوسانات سیستم انتقال قدرت یا موتور در این نوع سیستم مستهلک می شود و نیز بعلت عدم وجود سایش بر روی قطعات متحرک، نیازبه تعمیر و نگهداری کمتری دارد

معایب

شاید از بزرگترین معایب این مبدلها این است که در دنده های درگیر نیز مقداری لغزش خواهیم داشت و همانند کلاچهای اصطکاکی در هنگام درگیری مداوم راندمان ۱۰۰% را نخواهیم داشت.

راندمان

راندمان یک کلاچ هیدرولیک را اینگونه می توان محاسبه نمود

۱۰۰× توان محور ورودی کلاچ / توان محور خروجی کلاچ = راندمان کلاچ هیدرولیک

مبدل گشتاور اصطکاکی

اخیراً برای جبران این نقیصه از مبدل گشتاور اصطکاکی استفاده می کنند. در این نوع مبدلها از مزیای کلی مبدلها استفاده می شود با این تفاوت که جهت رفع لغزش در هنگام درگیری دائمی، سیستم کلاچ اصطکاکی که در کنار مبدل گشتاور قرار دارد مورد استفاده قرار می گیرد، در واقع در این حالت پمپ و توربین کلاً به یک جسم صلب تبدیل شده و با هم شروع به چرخش می کنند

مبدل گشتاور اصطکاکی

مبدل گشتاور اصطکاکی

سیستم انتقال کلاچ دو تایی DCT

ماشین های موجود با دو سیستم انتقال قدرت متفاوت کار می کنند،یکی سیستم عادی که راننده با فشار دادن پدال کلاچ و با استفاده از دسته تعویض دنده ،دنده را تعویض می کند و دیگری سیستم اتوماتیک است که با استفاده از چند کلاچ و یک مبدل گشتاور و چرخدنده های سیاره ای همه کارهای تعویض دنده را برای راننده انجام می دهد.اما سیستم دیگری مابین این دو وجود دارد که ترکیبی از بهترین ویژگی های هر دو سیستم را فراهم می کند و آن سیستم انتقال قدرت دو کلاچه است که به آن ، سیستم انتقال قدرت شبه اتوماتیک ، سیستم دستی بدون کلاچ یا سیستم دستی انتقال قدرت اتوماتیک شده هم گفته می شود.

گیربکس دو کلاچه

یک گیربکس دو کلاچه از دو کلاچ استفاده می کند و در عین حال پدال کلاچ ندارد ،کنترل گرهای الکترونیکی و هیدرولیکی پیچیده ای کلاچ ها را کنترل می کنند در سیستم انتقال قدرت اتوماتیک هم اینگونه است.درDCT(سیستم انتقال قدرت دو کلاچه) کلاچ ها مستقل از هم عمل می کنند.یک کلاچ چرخدنده های فرد را کنترل می کند و دیگری چرخدنده های زوج را.با استفاده از این شیوه دنده بدون قطع جریان نیرو از موتور به چرخها عوض می شود

یک شفت دو قسمتی در مرکز DCT قرار دارد.بر خلاف گیربکس های دستی معمولی که همه چرخدنده ها روی یک شفت ورودی قرار دارند ،DCT چرخدنده های زوج و فرد را به وسیله دو شفت ورودی از هم جدا می کند.این چگونه ممکن است؟ شفت خارجی به صورتی سوراخ شده که محفظه ای را برای شفت داخلی فراهم می کند و شفت داخلی در آن جا می گیرد.شفت خارجی به چرخدنده های دو و چهار وصل است و شفت داخلی به چرخدنده های اول ،سوم و پنجم متصل است.

یک کلاچ چرخدنده های دوم و چهارم را کنترل می کند و کلاچ دیگر به صورت مستقل چرخدنده های اول و سوم و پنجم را کنترل می کند.این همان چیزی است که تعویض برق آسای دنده ها را ممکن می کند و در عین حال قدرت همواره به صورت ثابت یه چرخ ها منتقل می شود. سیستم انتقال اتوماتیک استاندارد نمی تواند این نیاز را برطرف کند زیرا در این سیستم برای تمام چرخدنده ها از یک کلاچ استفاده می شود.

گیربکس۰۲/۲۷/۲۰۱۵

کلاچ های چند صفحه ای
از آنجایی که سیستم دو کلاچه شبیه سیستم اتوماتیک است شاید فکر کنید که این سیستم به مبدل گشتاور نیاز داشته باشد چیزی که در سیستم اتوماتیک مورد نیاز است تا قدرت به چرخ ها منتقل شود در حالی که DCT به مبدل گشتاور نیاز ندارد.به جای آن DCT هایی که هم اکنون در بازارند از کلاچ های چند صفحه ای خیس استفاده می کنند.کلاچ خیس کلاچی است که اجزای کلاچ را در مایعی شست و شو می دهد تا هم اصطکاک کم شود هم از گرمای تولید شده بسیاری از موتور سیکلت ها از یک کلاچ چند صفحه ای استفاده می کنند.

درست همانند مبدل گشتاور ،کلاچ چند صفحه ای از فشار هیدرولیکی برای به حرکت در آوردن چرخدنده ها استفاده می کند.مایع کار خود را در داخل پیستون کلاچ انجام می دهد

مزیت DCT

  • تعویض دنده یکنواخت با حذف شوک- shift shock_که در سیستم دستی و بعضی از سیستم های اتوماتیک وجود دارد حاصل می شود.
  • بهترین حسن DCT ها این است که به راننده این امکان را می دهد تا با توجه به راحتی خود انتخاب کند که خود عمل تعویض دنده را انجام دهد یا کامپیوتر همه کارها را انجام دهد

جنس مصرفی برای کلاچ ها

تاحدود سال ۱۹۳۰ برای ایجاد اصطکاک از اجسامی چون چرم و چوب و غیره را به عنوان عنصر اصطکاک در تماس با فلزاتی چون چدن ، فولاد ، برنج قرار می دادند هرچند این اجسام دارای ضریب اصطکاک قابل قبولی بودند ولی عواملی چون رطوبت و روغن و درجه حرارت بالا عملکرد صحیح آن ها را مختل می نمود.

از سال ۱۹۳۰ لنت هایی از ماده اولیه آسبست و پود فلزات ساخته شد که دارای سائیدگی کم و مقاومت در درجه حرارت بالا ، داشتن ضریب اصطکاکی بالا و بالاخره کمتر بودن اثر رطوبت و روغن استفاده می شود

این لنت ها به چهار دسته تقسیم می شود.

  1. لنت با آسبست بافته شده
  2. لنت با آسبست ریخته شده
  3. لنت ریخته شده نیمه فلزی
  4. لنت مالشی پودر فلزی

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *