کلاچ ها را بهتر بشناسیم(قسمت اول)
کلاچ چیست؟
کلاچ وسیله است که ارتباط منبع قدرت (موتور) و گیرنده قدرت(گیربکس) را قطع وصل می کند. به غیر از ماشینهای که مبدل گشتاور(torque converter) دارند در تمامی ماشینها از این وسیله استفاده می شود.
انواع کلاچ
در این دستگاه ها معمولاً یک شافت به موتور یا واحد قدرت(عضو محرک) متصل می شود، در حالی که شافت دیگر (عضو متحرک) قدرت خروجی را تأمین می کند. کلاچهای مورد استفاده در یک وسیله نقلیه موتوری تقریباً در ساخت و نحوه کار مشابه هستند و تنها در جزئیات اتصال و همچنین در مجموعه صفحات فشار تفاوت هایی وجود دارد.
علاوه بر این، برخی از کلاچها برای تجهیزات سنگین دارای دو صفحه اصطکاک(صفحه کلاچ) و صفحه فشار(دیسک) در بین آنها است. بعضی دیگر از کلاچها به وسیله سیستم هیدرولیک کار می کنند. انواع مختلف کلاچهای بکار رفته در خودرو بستگی به نوع و کاربرد اصطکاک دارد.
بیشتر کلاچها از تعدادی فنر استفاده می کنند اما بعضی از آنها از دیافراگم یا فنر مخروطی استفاده می کنند. نوع مواد صفحات اصطکاک در کلاچ ها نیز متفاوت است.
در یک طبقه بندی می توان کلاچ ها را در 9 نوع کلی جا داد:
- دیسک صفحه ای
- گریز از مرکز یا سانتریفیوژی
- مخروطی
- نیمه سانتریفیوژ
- مثبت
- هیدرولیکی
- برقی
- وکیوم
- ترمز موتوری
کلاچ دیسک صفحه ای
یکی از متداول ترین انواع کلاچ محسوب می شود و در دو نوع کلی براساس میزان قدرت انتقالی موجود است:
- تک صفحه ای
- چند صفحه ای
-خشک
-تر
کلاچ تک صفحه ای
در حالت تک صفحه ای تنها یک صفحه اصطکاک (friction plate) وجود دارد. لنت از دو طرف به این صفحه وصل می شود. پوسته دیسک کلاچ(pressure plate) مستقیما به فلایویل موتور پیچ می شود، در حالی که صفحه بر روی هزار خار شفت ورودی گیربکس سوار می شود.
طرزکار
در حالت خلاص، زمانی که پدال کلاچ فشار داده می شود. بلبرینگ کلاچ به طرف دوشاخه کلاچ حرکت می کند. با چرخش دو شاخه کلاچ، پیچ های کلاچ دیسک را به عقب می کشند با این کار فنر های کلاچ جمع می شوند و فشار از روی صفحه کلاچ برداشته می شود . این عمل باعث جدا شدن صفحه کلاچ از فلایویل و دیسک می شود. در این حالت انتقال قدرت از موتور به شفت ورودی گیربکس قطع می شود.
در حالت درگیر، زمانی که پدال کلاچ فشار داده می شود فنرهای کلاچ که کاملا جمع شده اند دیسک را به طرف جلو می رانند تا به صفحه کلاچ فشار وارد شود. از آنجا که پیچ های کلاچ در دیسک محکم شده اند در نتیجه دو شاخ کلاچ ، بلبرینگ را به طرف عقب می راند. این عمل باعث می شود تا دیسک کلاچ صفحه را دوباره با فلایویل درگیر کند و انتقال قدرت از موتور به گیربکس انجام شود.
مزایا
- در گیری و جدای بسیار نرم انجام می گیرد.
- لغزش صفحه کم اتفاق میفتد مگر در استفاده های بسیار زیاد.
- از دست رفتن توان کم است.
- به دلیل استفاده از یک صفحه گرمای کمتری تولید می شود.
- می تواند به عنوان یه فیوز اطمینان در بعضی مواقع که گشتاور اعمالی بسیار بالا هست با لغزش صفحه از آسیب به قطعات جلوگیری کند.
- به دلیل تک صفحه بودن سریع است.
- به دلیل عدم نیاز به خنک کننده تمیز است.
معایب
- توانایی انتقال گشتاور های بالا را ندارد.
- نسبت اندازه به انتقال گشتاور بالاست.
- نگهداری و مراقبت بالاتری را به دلیل خشک بودن نیاز دارد.
- با بالا رفتن زمان استفاده لغزش بین صفحه و فلایویل بالا می رود.
کلاچ چند صفحه ای
در این نوع از چندین صفحه برای درگیری کلاچ با فلایویل موتور استفاده می شود. با افزایش سطح اصطکاک گشتاور انتقالی بین موتور و گیربکس افزایش می یابد.
انواع کلاچ چند صفحه ای
- فنری
در این نوع، درون یک کاور که به فلایویل موتور متصل است، چندین صفحه کلاچ، صفحه فشار، یاتاقان محوری و … در کنار یکدیگر بر روی شفت هزار خار قرار گرفته است. در واقع این نوع همان کلاچ تک صفحه است که چندین صفحه دارد. - دیافراگمی
نوع اصلاح شده حالت فنری است و در آن فنر های محوری به صورت شعاعی توسط یک صفحه با زائده های تاجی شکل قرار می گیرند. - هیدرولیکی
در ماشین های با گیربکس اتوماتیک کاربرد دارد. در این نوع کلاچ، یک دستگاه هیدرولیک با مایع بسیار فشرده شده که با پدال شتاب دهنده کار می کند، با کلاچ چند صفحه ای همراه می شود و درگیری و جدا کردن کلاچ توسط خروجی داده شده توسط دستگاه هیدرولیکی که با پدال شتاب کنترل می شود، انجام می گیرد
کاربرد ها
- در جاهای که احتیاج به ساختار فشرده و کم حجم وجود داشته باشد، مثل موتور سیکلت ها، اسکوتر ها و ماشین های مسابقه
- در ماشین های سنگین جای که احتیاج به گشتاور بالا وجود دارد
مزایا
- کاهش وزن
- فشردگی و جا گیر نبودن
- افزایش گشتاور انتقالی
- کاهش اینرسی
معایب
- سریع گرم شدن
- گران بودن
کلاچهای چند صفحه ای می توانند از نظر حضور روغن در دو نوع کلاچ خشک و کلاچ روغنی وجود داشته باشند.
نوع خشک عموما در تراکتورها، خودروهای سواری و کامیونهای بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. بهترین خصوصیت این نوع، سطح تماس بزرگ آنها است و همچنین نگهداری آنها راحت تر است. اما در جاهای که احتیاج به گرفتن زیاد کلاچ وجود دارد، باعث تولید گرمای بالا می شود.
در نوع روغنی قطعات در حمام روغن و یا پاشش روغن کار می کنند، اما طرز کار همانند نوع خشک است. مهمترین مزیت این نوع کاهش ساییدگی و خنک شدن کلاچ است. (کلاچ پرما)
اختلاف عمده بین کلاچ روغنی و خشک در موادی است که در سطح صفحات آنها بکار می رود. در کلاچ روغنی این مواد باید زمانی که صفحه در روغن غوطه ور است به خوبی خاصیت چسبندگی و درگیری داشته باشد.
در این نوشته انواع کلاچها و دو مورد از پرکاربرد ترین آنها بیان شد در قسمتهای بعد به مرور انواع دیگر شرح داده خواهد شد.