سیستم کلاچ چیست و چه کاربردی در خودرو دارد؟ + ویدیو

 

تا به حال به این فکر کردید که وقتی پدال کلاچ را فشار میدهید چه اتفاقی می افتد؟ یا اینکه چرا در خودرو های دنده ای حتما باید کلاچ را فشار دهید تا بتوانید دنده عوض کنید؟ یا اینکه کلا سیستم کلاچ چیست؟

اینجا ما جواب های منطقی برای این سوالات به شما میدهیم

همچنین در پایان این مطلب نقش مهم کلاچ را در سربالایی بررسی خواهیم کرد.

برای درک نقش سیستم کلاچ بیاییم اول نگاهی به آناتومی موتور خودرو بیندازیم.

موتور های احتراقی خودرو بازه گشتاور کمی دارند و به این دلیل موتور خودرو برای افزایش سرعت و تعادل حرکتی نیاز به سیستم انتقال نیرو دارد. با استفاده از سیستم انتقال نیرو، عملکرد موتور در بازه مطلوب خود تضمین می شود و همچنین در شرایط رانندگی مختلف، سیستم انتقال نیرو به کنترل سرعت محور های خودرو کمک می کند.

در خودرو های دنده ای، دنده عوض کردن فرآیند ساده ای نیست. برای دنده عوض شدن مطلوب و نرم، ارتباط نیروی تولیدی موتور به سیستم انتقال نیرو باید قطع شود. اما نیازی نیست که موتور برای تعویض دنده خاموش شود. برای این امر، از کلاچ استفاده می شود

سیستم کلاچ چیست و چه کاربردی در خودرو دارد؟

به صورت خلاصه، از کلاچ برای قطع و وصل کردن نیروی تولیدی موتور به سیستم انتقال نیرو (بدون نیاز به خاموش کردن موتور) استفاده می شود. بیایین باهم ببینیم که کلاچ چطور کار میکند؟

قسمت اصلی سیستم کلاچ یک دیسک است که دو طرف آن دارای متریال با اصطحکاک بالا می باشد. این دیسک روی فلای وییل سوار میشود. اگر یک نیروی خارجی به دیسک کلاچ فشار بیاورد، این دیسک به دلیل اصطحکاک با فلایوییل، توسط نیروی محرکه موتور خواهد چرخید.

شَفت ورودی سیستم انتقال نیرو به دیسک کلاچ متصل می شود. پس وقتی نیروی خارجی به دیسک وارد میشود و میچرخد، این شَفت نیروی تولیدی را به سیستم انتقال نیرو، منتقل می کند. این نیروی خارجی توسط یک مکانیزم صفحه فشار و سیستم فنری ایجاد می شود.

روکش این سیستم  به فلای وییل خیلی محکم متصل می شود. با این روش صفحه فشار به دیسک کلاچ چسبیده و نیروی محرکه موتور به سیستم انتقال نیرو، منتقل می شود.

اما حالا باید ببینیم که چطور انتقال نیروی محرکه به سیستم انتقال نیرو توسط کلاچ قطع می شود؟

برای این امر، مجموعه ای از سیستم های فنری به سیستم کلاچ اضافه می شود. این فنر به فنر خورشیدی کلاچ معروف است.

برای اینکه عملکرد فنر خورشیدی کلاچ را بهتر درک کنیم، تصور میکنیم که حرکت فنر خورشیدی به این دایره محدود است.

با این فرضیه، اگر به وسط فنر خورشیدی فشار بیاوریم قسمت بیرونی آن به طرف مخالف حرکت می کند. فنر خورشیدی سیستم کلاچ بین صفحه فشار و پوشش آن قرار دارد.  قسمت بیرونی فنر خورشیدی کلاچ به صفحه فشار متصل شده است. پس اگر به وسط فنر خورشیدی کلاچ فشار بیاوریم، قسمت بیرونی آن از صفحه فشار دور می شود و با اینکار جریان نیروی موتور به سیستم انتقال نیرو قطع می شود و وقتی شما پدال کلاچ را فشار می دهید دقیقا این فرآیند رخ می دهد.

وقتی پدال کلاچ را فشار میدهیم چه اتفاقی می افتد؟

سیستم هیدرولیکی تعبیه شده، نیروی پدال را به مرکز فنر خورشیدی کلاچ انتقال می دهد و وقتی فنر خورشیدی کلاچ تحت فشار باشد، انتقال نیرو قطع می شود. در این زمان می توانیم که دنده را تعویض کنیم و وقتی که پدال کلاچ را رها می کنیم، جریان نیرو محرکه دوباره وصل می شود. پس کلاچ به این شکل کار می کند!

در یک سیستم کلاچ امروزی فنر های مارپیچی در دیسک کلاچ وجود دارد. کارایی این فنر ها چیست؟

این فنر ها برای نرم کردن انتقال نیرو از موتور و جلوگیری از لرزش خودرو در موقع کلاچ گرفتن و تعویض دنده به کار می روند. دیسک و هاب به صورت مستقیم به هم متصل نیستند. نیرو به دیسک وارد می شود و سپس به فنر های دیسک منتقل می شود و سپس به هاب خروجی می رسد.

این پروسه برای این است که نیروی وارده به دیسک نرم شده و لرزش های موتور را منتقل نکند که باعث می شود فرآیند تعویض دنده و کلاچ برای سرنشینان خیلی نرم تر شود.

نیم کلاچ چیست و چه کارایی دارد؟

حالا بیایین یک موقعیت را فرض کنیم که در آن خودروی دنده دستی باید در یک سطح شیب دار، از سکون شروع به حرکت کرده و بالا برود.

حتی در خودرویی که ترمز دستی ندارد، می توانید از این تکنیک برای بالا رفتن در سطوح شیب دار استفاده کنید.

در این روش، در سطح شیب دار، وقتی خودرو و موتور روشن است، هر دو پدال ترمز و کلاچ را فشار دهید. حالا پدال کلاچ را بالا آورده تا به نیم کلاچ برسید. نیم کلاچ با لرزش روی پدال و موتور قابل تشخیص است. در این موقع حتی اگر پدال ترمز را رها کنید، میبینید که خودرو عقب نمیرود.

این نیم کلاچ مثل یک ترمز موقتی عمل می کند.

حالا می توانید پدال گاز را فشار دهید تا خودرو به حرکت در آید.

سوال اصلی این است که چطور این نیم کلاچ مثل یک ترمز موقتی عمل می کند؟

نیم کلاچ در اصل تعادل بین نیروها است. در یک شرایطی که نیروی جاذبه و نیروی نیم کلاچ برابر می شود، چرخ های خودرو حرکت نخواهد کرد. در این شرایط نیروی اصطحکاک کلاچ با نیروی جاذبه برابر خواهد بود و تعادل شکل می گیرد.

چرخ های خودرو توسط تعادل دیگری نیز از حرکت باز می مانند. این تعادل بین نیروی جلوران موتور و نیروی استاتیک اصطحکاک سیستم انتقال نیرو بوجود می آید.

وقتی شما نیم کلاچ می گیرید به صورت ناخودآگاه این تعادلات بین نیروهای مختلف را بوجود می آورید. پس وقتی این نیرو ها در تعادل کامل با هم باشند، دیسک کلاچ، صفحه فشار و دنده های گیربکس قادر به چرحیدن نخواهد بود.

پس اینگونه است که نیم کلاچ مانند یک ترمز موقتی عمل می کند.

اما یادتون باشد که اصطحکاک بین دیسک و صفحه، نیروی محرک موتور را کاهش می دهد و با تداوم و تکرار آن، سطح های اصطحکاکی دیسک و صفحه خورده شده و سیستم کلاچ ضعیف می شوند.

۵۰ نکته فنی و مهم در مورد کلاچ خودرو

  • کلاچ خودرو از سه قسمت چرخ لنگر(فلایویل)، صفحه کلاچ و چدنی دیسک تشکیل شده است. ارتباط صفحه کلاچ با شافت جلویی(ورودی) گیربکس به صورت اتصال هزار خاری می باشد.
  • قطر صفحه کلاچ به طور متوسط در خودرو های سواری ۳۰٫۵ سانتیمتر است.
  • مسافتی را که کلاچ های معمولی بین دو حالت درگیر و خلاص می پیمایند حدود ۱٫۵ میلی متر است.
  • نیروی اصطحکاکی دستگاه کلاچ خودرو به جنس و وضعیت سطوح و نیروی وارده بر سطح اصطحکاکی بستگی دارد.
  • در لحظه درگیری کلاچ، فنر های برگه ای، ضربه ناشی از درگیری صفحه کلاچ را جذب می کنند.
  • کار فنر های لرزه گیر کاهش ارتعاشات پیچشی و نرم و یکنواخت کردن انتقال نیروی موتور به گیربکس است.
  • شیار های موجود در و طرف لنت صفحه کلاچ، به منظور جلوگیری از چسبندگی لنت به فلایویل و دیسک و خنک شن آنها ایجاد شده است.
  • عامل خلاص شدن صفحه کلاچ بعد از عمل کلاچ گیری، نفوذ هوا از طریق شیار های صفحه کلاچ بین صفحه، دیسک و فلایویل می باشد.
  • جنس لنت صفحه کلاچ، پنبه و الیاف آزبست(پنبه نسور) و یا سرامیک با الیاف فلزی می باشد. برای افزایش استحکام لنت در الیاف آن از سیم مسی استفاده می شود.
  • برای ساختن لنت صفحه کلاچ از الیاف آزبست استفاده می شود.چون توان تحمل دمای ۲۵۰ درجه سانتیگراد را دارد و ضریب اصطحکاک آن با افزایش دما کاهش نمی یابد.
  • در کلاچ خودرو شاخکی با فنر لول استوانه ای، نیروی گیر یا نیروی فشاری مجموعه چدنی دیسک توسط فنر لول های ایجاد می شود.
  • در کلاچ اصطحکاکی شاخکی، یکی از سرشاخک ها به دیسک و سر دیگر به صفحه ای به نام آسیابک متصل می شود.
  • در صفحه کلاچ، فنر های مارپیچ بین توپی صفحه کلاچ و صفحه فلزی وسط لنت های صفحه کلاچ قرار می گیرد.
  • در کلاچ با فنر لول در فشرده شدن پدال، بلبرینگ کلاچ به شاخک ها نیرو وارد می کند.
  • در کلاچ با فنر لول در صورت قوی تر کردن فنر ها، نیروی گیر بیشتر می شود. ولی نیروی گیر کلاچ کاهش یافته و در دور های بالای کلاچ بکسواد می کند.
  • در صورت کاهش نیروی فنر ها و ضعیف تر ساختن آنها، کلاچ نرم می شود. ولی نیروی گیر کلاچ کاهش یافته و در دور های بالا کلاچ بکسواد می کند.
  • برای رفع مشکل کلاچ های شاخکی یک سری وزنه گریز از مرکز به آن می افزایند که وظیفه آن افزایش نیروی فشاری کلاچ خودرو در دور های بالا با استفاده از نیروی گریز از مرکز می باشد.
  • در خودرو های سواری بیشتر از کلاچ های خورشیدی استفاده می گردد.
  • در خودرو های سنگین و کامیون ها از کلاچ های دو صفحه ای برای افزایش گشتاور منتقل شونده استفاده می کنند.
  • در خودرو های یفرانسیل عقب معمولا از سیستم انتقال نیروی پدال اهرمی و در یفرانسیل جلو از کلاچ سیمی استفاده می شود.
  • در کلاچ های سیمی خود رگلاژ وقتی راننده پدال را رها می کند کلاچ خودرو رگلاژ می گردد.
  • مقدار لقی بین بلبرینگ و پنجره دیسک(فنر های خورشیدی) حدود ۲ تا ۳ میلی متر می باشد که این میزان ۲ تا ۵ سانتیمتر به پدال کلاچ لقی می دهد.
  • وظیفه کلید ایمنی کلاچ جلوگیری از استارت خوردن خودرو در دنده می باشد. کلید ایمنی کلاچ را در مدار استارت قرار می دهد تا فقط در هنگاه کلاچ گیری موتور استارت بخورد.
  • لرزش کلاچ معمولا ناشی از چرب بودن لنت صفحه کلاچ در اثر نشتی روغن از محور جلوی گیربکس می باشد. شل بودن پرچ های لنت نیز می تواند سبب لرزش شود. ساییدگی بیش از حد لنت نیز سبب لغزش کلاچ می گردد.
  • در صورت خرابی بلبرینگ کلاچ خودرو ، در حالت کلاچ گیری صدا شنیده می شود.
  • اگر صدا در حالت کلاچ گیری قطع شود اشکال از بلبرینگ سر گیربکس(شافت ورودی) می باشد.
  • حداکثر تابیدگی فلایویل در سمت صفحه کلاچ نباید بیش از ۰٫۱۳ میلیمتر باشد.
  • روغن مورد استفاده شده در کلاچ های پمپی، روغن ترمز Dot3 می باشد.
  • خلاصی پدال کلاچ حاکثر حدود ۲۵ میلیمتر می باشد و پدال کلاچ خودرو باید ۱۳ میلیمتر مانده به کف اتاق خلاص کند.
  • جنس فلایویل از چدن خاکستری است که برای روانی درگیری با صفحه کلاچ مقدار زیادی گرافیت دارد.
  • لنت های کلاچ قالب گیری شده، تحمل فشار بالا و لنت های درهم بافته شده، خاصیت ارتجاعی زیادی دارند.
  • روش های انتقال نیرو از پوسته به دیسک در کلاچ های دیافراگمی عبارتند از : ۱- زبانه ای ۲- تسمه ای(شعاعی و محیطی)
  • ظرفیت انتقال کشتاور کلاچ در خودروهای سواری ۱٫۲ تا ۱٫۴ و در کامیون ها ۱٫۵ تا ۲٫۵ برابر گشتاور موتور در آنها می باشد.
  • گشتاور قابل انتقال توسط کلاچ های خشک اصطحکاکی ۱٫۵ تا ۲٫۵ برابر گشتاور موتور می باشد.
  • ضعیف شدن فنر های دیسک در نهایت منجر به کاهش ضریب اصطحکاک در صفحه کلاچ خودرو می گردد.
  • کم شدن ضریب اصطحکاک در سیستم کلاچ، ظرفیت انتقال گشتاور را پایین می آورد.
  • محل نصب بلبرینگ کلاچ، روی غلاف حول محور ورودی گیربکس می باشد.
  • در سیستم کلاچ هیدرولیکی دو سیلندر وجود دارد که یکی در مقابل پدال و دیگری روی گلدانی در تماس با دو شاخه می باشد.
  • خلاصی پدال عبارت است از مسیری که توسط پدال طی می شود پیش از آنکه بلبرینگ با پنجره دیسک تماس پیئدا کند.
  • لغزش شدید و بکسواد کلاچ خودرو در دراز مدت موجب گرم شدن صفحه کلاچ و سوختن آن و خط افتادگی فلایویل می گردد.
  • در صورت ساییده شدن لنت صفحه کلاچ، فاصله بین آسیابک و بلبرینگ کلاچ کم می شود.
  • بکسواد موقت کلاچ در هنگام شروع درگیری سبب درگیری نرم چرخ دنده ها می گردد.
  • کلاچ اهرم برعکس کششی، بلبرینگی دارد که از داخل با پنجره دیسک ارتباط دارد و برای خلاص کردن، پنجره را بیرون می کشد(به طور مثال در خودروی زانتیای ۲۰۰۰).
  • در کلاچ های مغناطیسی، عمل کلاچ گیری در هنگام تغییر وضعیت دسته دنده انجام می گردد.
  • جنس بدنه و توپی صفحه کلاچ از فولاد می باشد و کوپلینگ توپی فولادی به صورت هزار خار بوده و با شافت در حالت درگیری قرار می گیرد.
  • فنر برگه ای بین لنت های صفحه کلاچ، در هنگام درگیری کامل دیسک با صفحه کلاچ، ضربات وارده را جذب می کند.
  • در کلاچ های ساکسومات Saxomat از دو نیروی خلاء و گریز از مرکز برای عملکرد کلاچ خودرو استفاده می گردد. با حرکت دسته دنده، کلاچ ساکسومانت خلاص می شود و بسته به حرکت پرشتاب ناشی از تغییر ناگهانی وضعیت دریچه گاز، به صورت آنی یا آهسته، عمل وصل را انجام می دهد.
  • در کلاچ های ساکسومات با افزایش دور موتور و شروع حرکت، نیروی گریز از مرکز وزنه ها به تدریج زیاد شده و ارتباط را اندک اندک وصل می کنند. اما در دور های بالا و سرعت های زیاد، عمل تعویض دنده با مشکل روبرو است. برای برطرف کردن این عیب از یک کلاچ اصطحکاکی در دورهای بالا استفاده شده که توسط خلاء به کار می افتد و از حرکت دسته دنده دستور می گیرد.
  • در کلاچ های خلائی برای قطع سریع ارتباط از مخرن خلاء استفاده می شود.
  • برای محاسبه گشتاور اصطحکاکی در صفحه کلاچ خودرو از فرمول Me=Z.µ.Fn.Rm که در آن Rm شعاع متوسط لنت کلاچ، Fn نیروی فشاری، µ ضریب اصطحکاک و Z تعداد سطوح اصطحکاکی می باشد.

امیدوارم از این مطلب در مورد نحوه عملکرد سیستم کلاچ و نیم کلاچ استفاده کرده باشید.

پست های مرتبط

پاسخی بگذارید

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

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
برای ادامه، شما باید با قوانین موافقت کنید

فهرست