X
تبلیغات
علمی - اشنایی با هیدرولیک

علمی

اشنایی با هیدرولیک

 

فشار اتمسفر در اثر خلا نسبي بوجود آمده به خاطر عملکرد اجزاي مکانيکي پمپ ،  سيال را مجبور به حرکت به سمت مجراي ورودي آن نموده تا توسط پمپ به ساير قسمت هاي مدار هيدروليک رانده شود.

حجم روغن پر فشار تحويل داده شده به مدار هيدروليکي بستگي به ظرفيت پمپ و در نتيجه به حجم جابه جا شده سيال در هر دور و تعداد دور پمپ دارد. ظرفيت پمپ با واحد گالن در دقيقه يا ليتر بر دقيقه بيان مي شود.

نکته قابل توجه در در مکش سيال ارتفاع عمودي مجاز پمپ نسبت به سطح آزاد سيال مي باشد ، در مورد روغن اين ارتفاع نبايد بيش از 10 متر باشد زيرا بر اثر بوجود آمدن خلا نسبي اگر ارتفاع بيش از 10 متر باشد روغن جوش آمده و بجاي روغن مايع ، بخار روغن وارد پمپ شده و در کار سيکل اختلال بوجود خواهد آورد . اما در مورد ارتفاع خروجي پمپ هيچ محدوديتي وجود ندارد و تنها توان پمپ است که مي تواند آن رامعين کند.

 

پمپ ها در صنعت هيدروليک به دو دسته کلي تقسيم مي شوند :

 1- پمپ ها با جا به جايي غير مثبت ( پمپ های ديناميکي)

 2- پمپ های با جابه جايي مثبت

 

پمپ ها با جا به جايي غير مثبت :

 توانايي مقاومت در فشار هاي بالا را ندارند و به ندرت در صنعت هيدروليک مورد استفاده قرار مي گيرند و معمولا به عنوان انتقال اوليه سيال از نقطه اي به نقطه ديگر بکار گرفته مي شوند. بطور کلي اين پمپ ها براي سيستم هاي فشار پايين و جريان بالا که حداکثر ظرفيت فشاري آنها به 250psi    تا3000si   محدود مي گردد مناسب است. پمپ هاي گريز از مرکز (سانتريفوژ) و محوري نمونه کاربردي پمپ هاي با جابجايي غير مثبت مي باشد.

 پمپ هاي با جابجايي مثبت :

 در اين پمپ ها به ازاي هر دور چرخش محور مقدار معيني از سيال  به سمت خروجي فرستاده     مي شود و توانايي غلبه بر فشار خروجي و اصطکاک را دارد . اين پمپ ها مزيت هاي بسياري نسبت به پمپ هاي با جابه جايي غير مثبت دارند مانند مانند ابعاد کوچکتر ، بازده حجمي بالا ، انعطاف پذيري مناسب و توانايي کار در فشار هاي بالا ( حتي بيشتر از psi)

 

پمپ ها با جابه جايي مثبت از نظر ساختمان :

1- پمپ های دنده ای

2 - پمپ های پره ای

3- پمپ های پيستونی

 

پمپ ها با جابه جايي مثبت از نظر ميزان جابه جايي : 

1- پمپ ها با جا به جايي ثابت

 2- پمپ های با جابه جايي متغيير

 

در يک پمپ با جابه جايي ثابت (Fixed Displacement) ميزان سيال پمپ شده به ازاي هر يک دور چرخش محور ثابت است در صورتيکه در پمپ هاي با جابه جايي متغير (Variable  Displacement) مقدار فوق بواسطه تغيير در ارتباط بين اجزاء پمپ قابل کم يا زياد کردن است. به اين پمپ ها ، پمپ ها ي دبي متغير نيز مي گويند.

بايد بدانيم که پمپ ها ايجاد فشار  نمي کنند بلکه توليد جريان مي نمايند. در واقع در يک سيستم هيدروليک فشار بيانگر ميزان مقاومت در مقابل خروجي پمپ است اگر خروجي در فشار يک اتمسفر باشد به هيچ وجه فشار خروجي پمپ بيش از يک اتمسفر نخواهد شد .همچنين اگر خروجي در فشار 100 اتمسفر باشد براي به جريان افتادن سيال فشاري معادل 100 اتمسفر در سيال بوجود مي آيد.

 

   پمپ هاي دنده اي   Gear Pump

 

اين پمپ ها به دليل طراحي آسان ، هزينه ساخت پايين و جثه کوچک و جمع و جور در صنعت کاربرد زيادي پيدا کرده اند . ولي از معايب اين پمپ ها مي توان به کاهش بازده آنها در اثر فرسايش قطعات به دليل اصطکاک و خوردگي و در نتيجه نشت روغن در قسمت هاي داخلي آن اشاره کرد. اين افت فشار  بيشتر در نواحي بين دنده ها و پوسته و بين دنده ها قابل مشاهده است.

 

پمپ ها ي دنده اي :

1- دنده خارجی External Gear Pumps 

2– دنده داخلی Internal Gear Pumps  

3- گوشواره ای  Lobe Pumps  

4- پيچی  Screw Pumps           

5- ژيروتور Gerotor Pumps        

 

  

  1- دنده خارجي External Gear Pumps

در اين پمپ ها يکي از چرخ دنده ها به محرک متصل بوده و چرخ دنده ديگر هرزگرد مي باشد. با چرخش محور محرک و دور شدن دنده هاي چرخ دنده ها از هم با ايجاد خلاء نسبي روغن به فضاي بين چرخ دنده ها و پوسته کشيده شده و به سمت خروجي رانده مي شود.

لقي بين پوسته و دنده ها در اينگونه پمپ ها حدود ( (0.025 mm مي باشد.

افت داخلي جريان به خاطر نشست روغن در فضاي موجود بين پوسته و چرخ دنده است که لغزش پمپ (Volumetric efficiency ) نام دارد.

با توجه به دور هاي بالاي پمپ که تا  rpm 2700 مي رسد پمپاژ بسيار سريع انجام مي شود، اين مقدار در پمپ ها ي دنده اي با جابه جايي متغيير مي تواند از 750 rpm تا 1750 rpm  متغيير باشد. پمپ ها ي دنده اي براي فشارهاي تا (كيلوگرم بر سانتي متر مربع200 )  3000 psi طراحي شده اند که البته اندازه متداول آن 1000 psi  است.

 

  2– دنده داخلي Internal Gear Pumps 

 

اين پمپ ها بيشتر به منظور روغنکاري و تغذيه در فشار هاي کمتر از 1000 psi  استفاده مي شود ولي در انواع چند مرحله اي دسترسي به محدوده ي فشاري در حدود  4000 psi نيز امکان پذير است. کاهش بازدهي در اثر سايش در پمپ هاي  دنده اي داخلي بيشتر از پمپ هاي دنده اي خارجي است.

 

 

  3- پمپ هاي گوشواره اي  Lobe Pumps  

 

اين پمپ ها  از خانواده پمپ هاي دنده اي هستند که آرامتر و بي صداتر از ديگر پمپ هاي اين خانواده عمل مي نمايد زيرا هر دو دنده آن داراي محرک خارجي بوده و دنده ها با يکديگر درگير نمي شوند. اما به خاطر داشتن دندانه هاي کمتر خروجي ضربان بيشتري دارد ولي جابه جايي حجمي بيشتري نسبت به ساير پمپ هاي دنده اي خواهد داشت.

 4- پمپ هاي پيچي  Screw Pumps          

 

پمپ پيچي يک پمپ دنده اي با جابه جايي مثبت و جريان محوري بوده که در اثر درگيري سه پيچ دقيق (سنگ خورده) درون محفظه آب بندي شده جرياني کاملا آرام ، بدون ضربان و با بازده بالا توليد مي کند. دو روتور هرزگرد به عنوان آب بندهاي دوار عمل نموده و باعث رانده شدن سيال در جهت مناسب مي شوند.حرکت آرام بدون صدا و ارتعاش ، قابليت کا با انواع سيال ، حداقل نياز به روغنکاري ، قابليت پمپاژ امولسيون آب ، روغن و عدم ايجاد اغتشاش زياد در خروجي از مزاياي جالب اين پمپ مي باشد.

 

 

  5- پمپ هاي ژيروتور Gerotor Pumps        

 

عملکرد اين پمپها شبيه پمپ هاي چرخ دنده داخلي است. در اين پمپ ها عضو ژيروتور توسط محرک خارجي به حرکت در مي آيد و موجب چرخيدن روتور چرخ دندهاي درگير با خود مي شود.

در نتيجه اين مکانيزم درگيري ، آب بندي بين نواحي پمپاژ تامين مي گردد. عضو  ژيروتور داراي يک چرخ دندانه کمتر از روتور چرخ دنده داخلي مي باشد.

حجم دندانه کاسته شده ضرب در تعداد چرخ دندانه چرخ دنده محرک ،   حجم سيال پمپ شده به ازاي هر دور چرخش محور را مشخص مي نمايد.

پمپ هاي پره اي :

 

به طور کلي پمپ هاي پره اي به عنوان پمپ هاي فشار متوسط در صنايع مورد استفاده قرار مي گيرند. سرعت آنها معمولا از 1200 rpm تا 1750 rpm بوده و در مواقع خاص تا 2400 rpm  نيز ميرسد. بازده حجمي اين پمپ ها 85% تا 90% است اما بازده کلي آنها به دليل نشت هاي موجود در اطراف روتور پايين است ( حدود 75% تا 80%  ). عمدتا اين پمپها آرام و بي سر و صدا کار مي کنند ، از مزاياي جالب اين پمپ ها اين است که در صورت بروز اشکال در ساختمان پمپ بدون جدا کردن لوله هاي ورودي و خروجي قابل تعمير است.

فضاي بين روتور و رينگ بادامکي در در نيم دور اول چرخش محور ، افزيش يافته و انبساط حجمي حاصله باعث کاهش فشار و ايجاد مکش مي گردد، در نتيجه سيال به طرف مجراي ورودي پمپ جريان مي يابد. در نيم دور دوم  با کم شدن فضاي بين پره ها سيال که در اين فضاها قرار دارد با فشار به سمت خروجي رانده مي شود. همانطور که در شکل مي بينيد جريان بوجود آمده به ميزان خروج از مرکز(فاصله دو مركز) محور نسبت به روتور پمپ بستگي دارد و اگر اين فاصله به صفر برسد ديگر در خروجي جرياني نخواهيم داشت.

پمپ هاي پره اي که قابليت تنظيم خروج از مرکز را دارند مي توانند دبي هاي حجمي متفاوتي را به سيستم تزريق کنند به اين پمپ ها ، جابه جايي متغيير مي گويند. به خاطر وجود خروج از مرکز محور از روتور(عدم تقارن) بار جانبي وارد بر ياتاقان ها افزايش مي يابد و در فشار هاي بالا ايجاد مشکل مي کند.

براي رفع اين مشکل از پمپ هاي پره اي متقارن (بالانس) استفاده مي کنند. شکل بيضوي پوسته در اين پمپ ها باعث مي شود که مجاري ورودي و خروجي نظير به نظير رو به روي هم قرار گيرند و تعادل هيدروليکي برقرار گردد. با اين ترفند بار جانبي وارد بر ياتاقان ها کاهش يافته اما عدم قابليت تغيير در جابه جايي از معايب اين پمپ ها به شمار مي آيد .( چون خروج از مرکز وجود نخواهد داشت)

 حداکثر فشار قابل دستيابي در پمپ هاي پره اي حدود 3000 psi  است.

 

    پمپ هاي پيستوني

پمپ هاي پيستوني با دارا بودن بيشترين نسبت توان به وزن، از گرانترين پمپ ها هستند و در صورت آب بندي دقيق پيستون ها مي تواند بالا ترين بازدهي را داشته باشند. معمولا جريان در اين پمپ ها بدون ضربان بوده و به دليل عدم وارد آمدن بار جانبي به پيستونها داراي عمر طولاني مي باشند، اما به خاطر ساختار پيچيده تعمير آن مشکل است.

از نظر طراحي پمپ هاي پيستوني به دو دسته شعاعي و محوري تقسيم مي شوند.

 

پمپ هاي پيستوني محوري با محور خميده (Axial piston pumps(bent-axis type)) :

در اين پمپ ها خط مرکزي بلوک سيلندر نسبت به خط مرکزي محور محرک در موقعيت زاويه اي مشخصي قرار دارد ميله پيستون توسط اتصالات کروي (Ball & socket joints)به فلنج محور محرک متصل هستند به طوري که تغيير فاصله بين فلنج محرک و بلوک سيلندر باعث حرکت رفت و برگشت پيستون ها در سيلندر مي شود. يک اتصال يونيورسال ( Universal link) بلوک سيلندر را به محور محرک متصل مي کند.

ميزان خروجي پمپ با تغيير زاويه بين دو محور پمپ قابل تغيير است.در زاويه صفر خروجي وجود ندارد و بيشينه خروجي در زاويه 30 درجه بدست خواهد آمد.

 

پمپ هاي پيستوني محوري با صفحه زاويه گير  (Axial piston pumps(Swash plate)) :

در اين نوع پمپ ها محوربلوک سيلندر و محور محرک در يک راستا قرار مي گيرند و در حين حرکت دوراني به خاطر پيروي از وضعيت صفحه زاويه گير پيستون ها حرکت رفت و برگشتي انجام خواهند داد ، با اين حرکت سيال را از ورودي مکيده و در خروجي پمپ مي کنند. اين پمپ ها را مي توان با خاصيت جابه جايي متغير نيز طراحي نمود . در پمپ هاي با جابه جايي متغيير وضعيت صفحه زاويه گير توسط مکانيزم هاي دستي ، سرو کنترل و يا از طريق سيستم جبران کننده تنظيم مي شود. حداکثر زاويه صفحه زاويه گير حدود 17.5  درجه مي باشد.

 

 

 

 پمپ هاي پيستوني شعاعي  (Radial piston pumps)

در اين نوع پمپ ها ، پيستون ها در امتداد شعاع قرار ميگيرند.پيستون ها در نتيجه نيروي گريز از مرکز و فشار سيال پشت آنها همواره با سطح رينگ عکس العمل در تماسند.

براي پمپ نمودن سيال رينگ عکس العمل بايد نسبت به محور محرک خروج از مرکز داشته باشد ( مانند شکل ) در ناحيه اي که پيستون ها از محور روتور فاصله دارند خلا نسبي بوجود آمده در نتيجه مکش انجام ميگيرد ، در ادامه دوران روتور، پيستون ها به محور  نزديک شده و سيال موجود در روتور را به خروجي پمپ مي کند. در انواع جابه جايي متغيير اين پمپ ها با تغيير ميزان خروج از مرکز رينگ عکس العمل نسبت به محور محرک مي توان مقدار خروجي سيستم را تغيير داد.

 

پمپ هاي پلانچر (Plunger pumps)

پمپ هاي پلانچر يا پمپ هاي پيستوني رفت و برگشتي با ظرفيت بالا در هيدروليک صنعتي کاربرد دارند. ظرفيت برخي از اين پمپ ها به حدود چند صد گالن بر دقيقه مي رسد.

پيستون ها در فضاي بالاي يک محور بادامکي (شامل تعدادي رولر برينگ خارج از مرکز) در آرايش خطي قرار گرفته اند. ورود و خروج سيال به سيلندر ها از طريق سوپاپ ها(شير هاي يک ترفه) انجام مي گيرد.

راندمان پمپ ها (Pump performance):

 

بازده يک پمپ بطور کلي به ميزان تلرانسها و دقت بکار رفته در ساخت ، وضعيت مکانيکي اجزاء و بالانس فشار بستگي دارد. در مورد پمپ ها سه نوع بازده محاسبه مي شود:

1- بازده حجمي که مشخص کننده ميزان نشتي در پمپ است و از رابطه زير بدست مي آيد

( دبي تئوري كه پمپ بايد توليد كند /ميزان دبی حقيقی پمپ  )=بازده حجمي

 2- بازده مکانيکي که مشخص کننده ميزان اتلاف انرژي در اثر عواملي مانند اصطکاک در ياتاقان ها و اجزاي درگير و همچنين اغتشاش در سيال مي باشد.

= بازده مکانيکي

(قدرت حقيقی داده شده به پمپ /قدرت تئوری مورد نياز جهت کار پمپ )

 3- بازده کلي که مشخص کننده کل اتلاف انرژي در يک پمپ بوده و برابر حاصضرب بازده مکانيکي در بازده حجمي مي باشد.

 

پمپ چرخ دنده‌ای ساده

شافت گردان این پمپ از میان پوسته آن که دو چرخ دنده را احاطه می‌کند، می‌گذرد. این دو چرخ دنده ، چرخ دنده گردان و چرخ دنده هرزگرد نامیده می‌شوند. چرخ دنده گردان بوسیله خار به شافت گردان وصل شده است. وقتی که شافت گردان می‌چرخد، چرخ دنده گردان هم با آن می‌چرخد. جهت گردش آنها یکی است. چرخ دنده گردان ، چرخ دنده هرزگرد را (که برای گردیدن به دور شافت خود آزاد است) در جهت مخالف با حرکت خود می‌چرخاند.

  پمپ هاي پره اي :

به طور کلي پمپ هاي پره اي به عنوان پمپ هاي فشار متوسط در صنايع مورد استفاده قرار مي گيرند. سرعت آنها معمولا از 1200 rpm تا 1750 rpm بوده و در مواقع خاص تا 2400 rpm  نيز ميرسد. بازده حجمي اين پمپ ها 85% تا 90% است اما بازده کلي آنها به دليل نشت هاي موجود در اطراف روتور پايين است ( حدود 75% تا 80%  ). عمدتا اين پمپها آرام و بي سر و صدا کار مي کنند ، از مزاياي جالب اين پمپ ها اين است که در صورت بروز اشکال در ساختمان پمپ بدون جدا کردن لوله هاي ورودي و خروجي قابل تعمير است.

فضاي بين روتور و رينگ بادامکي در در نيم دور اول چرخش محور ، افزيش يافته و انبساط حجمي حاصله باعث کاهش فشار و ايجاد مکش مي گردد، در نتيجه سيال به طرف مجراي ورودي پمپ جريان مي يابد. در نيم دور دوم  با کم شدن فضاي بين پره ها سيال که در اين فضاها قرار دارد با فشار به سمت خروجي رانده مي شود. همانطور که در شکل مي بينيد جريان بوجود آمده به ميزان خروج از مرکز(فاصله دو مركز) محور نسبت به روتور پمپ بستگي دارد و اگر اين فاصله به صفر برسد ديگر در خروجي جرياني نخواهيم داشت.

پمپهای جابجایی مثبت

پمپ دورانی پمپ جابه‌جایی مثبت است. برای مثال هر دور کامل چرخ در یک پمپ چرخ دنده‌ای مقدار معینی از سیال را از ورودی به خروجی انتقال داده و آن را به سیستم لوله کشی می‌فرستد. بدین دلیل از پمپهای چرخ دنده‌ای (و همچنین پمپهای پیچی) معمولا برای انتقال سیالها از میان سیستمهایی که دارای یک مسیر جریان کامل از قسمت خروجی به ورودی پمپ می‌باشند، استفاده می‌شود. اگر این مسیر جریان برای مدتی مسدود شود، فشار زیاد ایجاد شده باعث متوقف شدن واحد محرک می‌گردد. پمپ ممکن است خورد شود، یا حداقل اتصالات فلزی سیستم لوله کشی خراب شده و شروع به نشت نمایند.

پمپ چرخ دنده جناقی

این پمپ به خاطر شکل دندانه چرخ دنده‌اش ، پمپ چرخ دنده جناقی نامیده شده است. چرخ دنده جناقی جریان یکنواخت‌تری از آنچه که به وسیله چرخ دنده‌های ساده می‌توان بدست آورد، تولید می‌کند. دندانه‌های پمپ چرخ دنده‌ای ساده ، مستقیم هستند. بدین دلیل هنگام تخلیه هر چرخ دنده در یک زمان انجام می‌شود. دنده چرخ دنده‌های جناقی کج است. این موضوع باعث روی هم افتادن چرخ دنده‌ها می‌شود. هنگام تخلیه یک چرخ دنده قبل از تکمیل هنگام چرخ دنده دیگر انجام می‌شود، بدین دلیل باعث نرم کار کردن جریان در داخل سیستم لوله کشی می‌شود.

پمپهای چرخ دنده حلزونی

بعضی از پمپهای چرخ دنده‌ای باید بتوانند سیال را به هر دو جهت جابه‌جا کنند. بدین معنی که جهت چرخش چرخ دنده‌ها بایستی معکوس شود. چرخش پمپهای چرخ دنده‌ای ساده قابل برگشت (دو طرفه) است، ولی دارای خروجی ضربانی می‌باشند. پمپهای چرخ دنده جناقی دارای خروجی یکنواخت‌تری هستند، ولی جهت چرخش چرخ دنده‌ها قابل برگشت نیست. (روغن ، بین دنده‌های V شکل چرخ دنده به تله می‌افتد.

این عمل می‌تواند برای جدا کردن چرخ دنده‌ها فشار کافی ایجاد نماید و باعث گیر کردن آنها به پوسته شود.) برای پیشگیری این نقض ، بعضی از پمپهای چرخ دنده‌ای از چرخ دنده حلزونی استفاده می‌کنند. کجی دندانه‌های چرخ دنده حلزونی باعث ایجاد هنگامهای تخلیه یکنواخت برای جریان خروجی آرام از پمپ می‌باشد. دندانه‌های چرخ دنده حلزونی همانطور که به آسانی در یک جهت می‌گردند، در جهت دیگر نیز می‌چرخند.

پمپ دورانی سه پیچه

نوع دیگر پمپ دورانی ، پمپ پیچی است. پمپهای پیچی در سه نوع ، یک پیچه ، دو پیچه و سه پیچه ساخته می‌شوند. قطعات متحرک یک پمپ سه پیچه شامل روتور نیرو دهنده جابه‌جا کردن مایع از طرف مکش به طرف خروجی پمپ می‌باشد. روتور نیرو دهنده دو روتور هرزگرد را که عمل آب بندی را انجام می‌دهند، می‌گرداند. در حقیقت پیچهای این مکانیزم از نوع پیچهای چرخ دنده حلزونی هستند.

هر پمپ دارای سه روتور می‌باشد، یک روتور نیرو دهنده و دو هرز گرد. روتورها درون یک پوسته قرار گرفته‌اند. سیال از طریق دهانه مکشی وارد پمپ می‌شود و از طریق گذرگاههای محفظه به هر دو انتهای روتورها یا جایی که سیال در میان فضای بین پوسته روتور و دندانه‌های روتور نیرو دهنده بار (سیال) پمپاژ شده مورد نیاز را با هرزگردها که بطور ساده برای آب بندی بکار می‌روند، حمل می‌کند. محفظه‌های روتور از یاطاقانهای طوقهای تشکیل شده‌اند. این یاطاقانها روتورها را نگهداری و هدایت کرده و آنها را درگیر می‌کنند.

محفظه روتورها کانالهایی هستند که مایع باید قبل از تخلیه شدن از پمپ از میان آنها بگذرد. برای جلوگیری از نفوذ هوا به داخل پمپ (فشار سیال در طرف مکش پمپ ممکن است کمتر از فشار اتمسفر باشد) شافت روتور نیرو دهنده باید آب بندی شود. شافت روتور هرزگرد مانند میله والو به وسیله پکینگی که توسط گلند در کاسه نمد نگه داشته می‌شود، آب بندی می‌گردد. قسمت انتهای کاسه نمد یک قسمت مجزا می‌باشد. این قطعه یاطاقان طوقه‌ای می‌باشد که بوش آب بندی نامیده می‌شود. بوش آب بندی ، شافت روتور نیرو دهنده را نگه داشته و هدایت می‌کند و نیز برای نفوذ ناپذیری هوا از اطراف شافت به داخل کمک می‌کند.

تنظیم گلند در پمپ دورانی

چرخش شافت گردان با سرعت زیاد ایجاد اشکال می‌کند، زیرا پکینگ با سطح شافت اصطکاک پیدا کرده و گلند را از تنظیم خارج می‌کند. با سفت یا شل کردن دو مهره ، گلند تنظیم می‌شود تا فشار بر روی گلند بطور یکنواخت تقسیم شود. در صورت وقوع این اتفاق گلند کج شده و به شافت گردان شائیده می‌شود و باعث فرسودگی هر دو قطعه می‌گردد.

در صورت وجود اصطکاک زیاد ، گلند و شافت گرم شده و منبسط می‌شوند. در نتیجه شافت متحرک تاب برداشته و سپس در داخل گلند گیر می‌کند و پمپ با سر و صدای زیاد از کار می‌افتد. برای آنکه پمپ یا واحد محرک آن در حال رساندن روغن جهت روان سازی سایر ماشین آلات می‌باشد، تنظیم گلند خیلی حساس بوده و دقیقا بایستی در مرکز کاسه نمد قرار گیرد. نباید زیاد شل و یا زیاد سفت شود.

پمپهای دورانی خود هواگیر

هیچ پمپی بدون وجود مایع در قسمت ورودی آن قادر به فرستادن مایع در سیستم لوله کشی نمی‌باشد. در روی یگانهای شناور ، بعضی از پمپها در میان کارتر ، یا مخزن ، در زیر سطح مایع جاگذاری شده‌اند. نتیجه این ترتیب تغذیه جاذبه‌ای ، هد مکش (فشار) استاتیک است. نظر به اینکه ورودی پمپ بوسیله نیروی وزن مایع پر نگه داشته می‌شود، لذا پمپ هواگیری خواهد شد. وقتی پمپ بالاتر از سطح مایع نصب شود، باید راهی باشد تا مایع از ورودی پمپ بالا رود.

بعضی از پمپها مخصوصا پمپ گریز از مرکز نیاز به ترتیب هواگیری به خصوص با والوهای اضافی دارند (حتی بعضی مواقع پمپهای دیگر نیاز به این ترتیب هواگیری دارند) پمپهای چرخ دنده‌ای و پیچی پمپهای خود هواگیر هستند. پمپهای چرخ دنده‌ای به خودی خود هواگیری می‌شوند، چون در این پمپها از همان اصلی استفاده می‌شود که شما برای نوشیدن سودا یا شیر بوسیله نی بکار می‌برید.

ما توسط ایجاد اختلاف فشار بین دو سر نی مایعات را می‌نوشیم. مکیدن فشار هوای داخل آن را کم می‌کند و همانطور که فشار کاهش می‌یابد، فشار اتمسفر روی سطح مایع فشار آورده و باعث می‌شود، مایع در داخل نی بالا رود. پمپهای چرخ دنده‌ای و پیچی نیز قادرند هوا را پمپاژ نموده و اختلاف فشار در دو سر لوله ایجاد نمایند.

کاربرد پمپ دورانی در روی یگانهای شناور

در روی یگانهای شناور ، پمپهای چرخ دنده‌ای اغلب برای انتقال روغن روان سازی به ماشین آلات مورد استفاده قرار می‌گیرند. این پمپها را پمپهای روغنی (.L.O) می‌نامند. پمپهای چرخ دنده‌ای در سیستمهای هیدرولیکی (روغن) نیز موارد استعمال زیاد دارند. یک پمپ چرخ دنده‌ای ممکن است بوسیله توربین بخار یا موتور الکتریکی یا در مورد پمپ دستی بوسیله یک هندل دستی بکار افتد. پمپهای پیچی در بیشتر موارد به عنوان پمپهای سرویس سوخت «پمپ گازوئیل» (.F.O) بکار می‌روند. آنها می‌توانند سوخت را تا فشار 1000 پوند بر اینج مربع به مشعلهای دیگ بخار برسانند. یک پمپ پیچی را می‌توان بوسیله توربین بخار یا موتور الکتریکی بکار انداخت.

 

 

مشخصات روغن هیدرولیک گیربکس اتوماتیک

روغن های هیدرولیک گیربکس های اتوماتیک:

چهار وظیفه ی اصلی روغن در این سیستم:

*       قدرت موتور را از طریق مبدل گشتاور(کلاچ روغنی)  انتقال میدهد.

*       گرمای جعبه دنده و مبدل گشتاور  را به خنک کن منتقل کند.

*       فشار هیدرولیکی را از طریق سیستم هیدرولیکی انتقال دهد.

*       مانند روغن موتور تمام قسمتها را روعغنکاری کند.

خصوصیات روغن هیدرولیک:

ثبات اکسیداسیون در مقابل دماهای بالا

ثابت ماندن غلظت در دماهای بالا و پائین

*       سازگاری با مواد لاستیکی و اصطکاکی

*       سایر خصوصیات شیمیایی

انواع روغنهای توصیه شده توسط کارخانجات برای  سرویس جعبه دنده

از سال 1968 به بعد

تا سال 1968

شرکت ها

Dexron          یا        AQ_A

AQ-A        Dexron

American motor

Dexron          یا        AQ_A

Dexron          یا        AQ_A

کرایسلر Chrysler

typeF _M2C33D   یاF

typeF _M2C33D   یاF

ford

Dexron

Dexron          یا        AQ_A

General motor

 

فقط از روغنهای تصویب شده ای استفاده کنید که توسط کارخانه تعیین گردیده است.برای مثال به علت ناسازگار بودن روغنهای f , dexron با جانشین کردن انها به جای یکدیگر صفحات اصطکاکی سریعتر ساییده میشود.

هر جعبه دنده با توجه به طراحی ان به یک نوع روغن با ضریب اصطکاک مخصوص(نیرویی برای توقف و یا جلوگیری از حرکت بین دو جسم مجاور هم که به صفحات کلاچ و باند  مربوط است.) به خود نیاز دارد،تا وظایف جعبه دنده را به خوبی انجام دهد.

 

در مورد روغن موتور هم همچنین است و باید در انتخاب ان دقت کرد.به طور مثال روغن موتور تصویب شده باعث ورم کردن واشرها و در نتیجه اببندی بهتر می شود.در حالی که اگر از یک روغن موتور با فرمول شیمیایی دیگر استفاده کنیم احتمال نشتی و یا حتی خوردگی واشرها و مواد پلاستیکی پیش می اید.

 

کنترل سطح روغن و کیفیت ان :

پایین بودن سطح روغن :

باعث ترکیب هوا در روغن، در اثر مکش پمپ می شود. وجود هوا در روغن باعث پوکی میشود و باعث ایجاد قابلیت تراکم میشود. در نتیجه درگیری ها با تاخیر انجام خواهد شد. همچنین پمپ نمیتواند به خوبی مبدل و سیستم هیدرولیک را تغذیه کند و در نتیجه گرمای زیاد باعث فرسوده شدن قطعات خواهد شد.

اثرات بالا بودن سطح روغن :

باعث میشود دنده های جعبه دنده تولید کف و ایجاد حباب مینماید و مانند حالت پایین بودن سطح روغن ، باعث لغزش و گرمای بیش از حد میگردد.کف کردن توام با گرمای زیاد باعث میشود که روغن سریعتر اکسید شود و ایجاد لعاب کند و در نتیجه سوپاپها چسبناک می گردند.

کنترل کیفیت روغن :

علائم روغن تیره و سیاه :

وقتی روغن دارای رنگ تیره و سیاه باشد و نیز با بوی سیم پیچ سوخته همراه باشد در این صورت روغن جعبه دنده بیش از اندازه گرم شده و صفحات کلاچ یا باند سوخته است. اگر رنگ روغن تیره باشد ولی بوی سوختگی ندهد تغییر رنگ ان ممکن است از ضد یخ اتیلن گلیکول باشد.

شیری رنگ شدن روغن :

رنگ شیری روغن بدین معنی است که در روغن اب وجود دارد که در اینصورت اب به روغن جعبه دنده راه پیدا کرده است که باعث تورم کنترل کننده ها و نرمی سطوح اصطکاکی میگردد.

لعاب دار شدن روغن :

در این حالت روغن دارای رنگ قهوه ای روشن متمایل به تیره را دارا میباشدو روغن شفافیت و رنگ قرمز خود را از دست میدهد و لعابی روی ان تشکیل می شود که از روی گیج روغن  مشخص است (مانند نفت روی اب) لعاب باعث چسبندگی سوپاپها و مسدود کردن مجاری ها میشود که باعث افت فشار خواهد شد.

این متن را از روی قسمتی از فصل هشتم کتاب جعبه دنه های اتوماتیک اثر مهندس هاشمی بیدختی نوشتم برای اطلاعات بیشتر به کتاب مراجعه کنید.

راهنمای عملی روانکاری در: جعبه دنده های اتوماتیک و تراکتور
نویسنده: ال ـ لیوگنر
مترجم: محمود ترکی

در میان روغن های در دسترس, روغن های جعبه دنده های اتوماتیک (ATF), به علت این که باید شرایط بسیار خاصی را ایجاد کنند, از پیچیده ترین روغن ها به حساب می آیند.
    مهم ترین ویژگی های این روغن ها عبارتند از: انتقال حرارت, جلوگیری از سایش, روغن کاری, مقاوم در برابر کف کردن و کیفیت خوب انتقال قدرت.
    به علاوه, این ترکیبات باید با مواد مختلفی که در جعبه دنده وجود دارند, از قبیل سیل ها و دیسک های اصطکاک, سازگار بوده و در درجه حرارت بسیار بالا و پایین و برای هزاران کیلومتر کارکرد, دارای شرایط بسیار خوبی باشند.
    سازندگان اصلی جعبه دنده های اتوماتیک, نیازهای روغن کاری را به شرح زیر برای جعبه دنده های خود توصیه کرده اند.
    - شرکت جنرال موتورز مشخصات Dexron III یا Dexron IV را پیشنهاد کرده است.
    - شرکت فورد موتور, مایعاتی که مشخصات Mercon را داشته باشند, از سال1987 تا به حال پیشنهاد کرده است. (تمام جعبه دنده های انتقال که قبل از سال1981 ساخته شده اند, نیاز به روغن از نوع F دارند.) مخلوط کردن این روغن ها با یکدیگر (در مواردی که مشخص نشده است), باعث کاهش کیفیت جابه جایی دنده ها خواهد شد. ( Mercon V برای جعبه دنده های مدل سال1996 مورد نیاز است).
    - جعبه دنده های آلیسون- روغنی که دارای مشخصات Allison C-4 باشد برای جعبه دنده هایی که دارای شرایط کاری سخت هستند, پیشنهاد شده است. (سطح مرغوبیت جدید Allison C-5 برای مدل های1996 مورد نیاز است.)
    - کاترپیلار- روغن هایی که مشخصات TO-4 را دارا باشند, برای تمام سیستم های انتقال, ترمز با دیسک های تر و دیفرانسیل توصیه شده است.
    - کرایسلر- کرایسلر پیش از این مشخصات Dexron را مورد استفاده قرار می داد ولی از سال1996 به بعد مشخصات MS 7176 را پیشنهاد کرده است.
    در سال های اخیر روغن با مشخصات کاترپیلار TO-4 , با مخالفت هایی روبرو شده است, به ویژه در مواردی که اپراتورها مجبور به عدم استفاده از روغن های موتور در این سیستم ها شده اند.
    به هر حال از زمانی که کاترپیلار, استفاده از روغن موتور در این سیستم ها را تایید کرد و با توجه به مواردی که در حال حاضر در سیستم های جدید به کار رفته اند, باعث در نظر گرفتن مواردی در رابطه با تطابق با مواد افزودنی موجود در روغن موتور شده است.
    اولین مساله ای که توسط شرکت کاترپیلار (و دیگر سازندگانی که از این نوع سیستم های انتقال استفاده می کنند) در نظر گرفته شده این است که در طراحی سیستم های جدید انتقال, نیاز به درجه بالاتری از اصطکاک, به منظور دستیابی به بیشترین اثر دیسک های کلاچ و دیگر سیستم های ترمزی است. در نتیجه در روغن با مشخصات کاترپیلار TO-4 شاید از مواد افزودنی بهبوده دهنده خواص اصطکاک استفاده شده باشد. بنابراین بعضی از روغن های موتور برای این سیستم ها مناسب نیستند. چون ممکن است در فرمولاسیون آنها از ماده افزودنی بهبود دهنده خواص اصطکاک استفاده شده باشد. این مواد افزودنی می توانند به طور جدی روی عملکرد دیسک کلاچ اثر منفی بگذارند.
    دومین مورد, عدم تطابق بین مواد افزودنی پاک کننده به ویژه (موادی که در فرمولاسیون روغن موتور بکار برده شده اند) با مواد اصطکاکی دیسک کلاچ و الاستومرها (از قبیل کاسه نمدهای روغن), است.
    خیلی از روغن های موتور که امروز مورد استفاده قرار می گیرند دارای ترکیبات آلی نیتروژن دار در مجموعه مواد افزودنی پاک کننده- متفرق کننده هستند. این ترکیبات نیتروژن دار دارای اثر منفی روی سیل های روغن سیستم انتقال بوده و باعث می شوند که این سیل ها چروکیده و یا بیش از حد باد کنند. در هر دو حالت نشتی روغن در سیستم انتقال رخ خواهد داد.
    یک مشکل بسیار جدی که ترکیبات نیتروژن دار آلی ایجاد می کنند, این است که این مواد, باعث ترد کردن مواد اصطکاکی سیستم انتقال شده و نتیجه این کار, شکست و از دست رفتن این مواد اصطکاکی از روی دیسک است. به عنوان یک نتیجه, روغن های موتور نمی توانند برای مدت زیادی در سیستم های طراحی شده جدید, مورد استفاده قرار گیرند. چون به احتمال بسیار زیاد, در این روغن ها ترکیبات آلی نیتروژن دار, وجود دارد.
    وجود ترکیبات آلی نتیروژن دار و مواد افزودنی بهبود دهنده خواص اصطکاکی, باعث کوتاه شدن غیرعادی طول عمر سیستم های انتقال جدید می شود.
    برای سیستم های انتقال جدید, باید از مواد افزودنی با شیمی جدید و روغن هایی با فرمولاسیون های خاص استفاده کرد.
    در حالی که مشخصات مختلفی توسط سازندگان ماشین آلات برای روغن های دنده اتوماتیک تعریف شده است, درصد بسیار زیادی از این روغن ها ممکن است در سیستم های دیگر, از قبیل سیستم های انتقال قدرت در ماشین آلات راه سازی و دستگاه های مورد استفاده در معدن کاری, کمپرسورهای دورانی از نوع مارپیچ و سیستم های فرمان مورد استفاده قرار گیرند.
    روغن های مورد استفاده در تراکتور این روغن ها برای روانکاری سیستم های انتقال, ترمز های تر (Wet Breaks), کلاچ های تر (Wet Clutches) و سیستم های اتوماتیک مورد استفاده قرار می گیرند. به طور معمول روغن مورد نیاز همه قسمت ها از یک مخزن تامین می شود. خواص منحصر به فرد این مایعات, باعث شده است که از این روغن ها در سیستم های انتقال دهنده صنعتی و بعضی از سیستم های هیدرولیک با فشار زیاد نیز استفاده شود.
    به خاطر این خاصیت ها به این روغن ها, روغن های انتقال عمومی تراکتور می گویند. هنگام استفاده از این روغن ها, در سیستم های جدید انتقال, با توجه به مواد اصطکاکی بکار برده شده در آنها, سیل ها و دیگر مواد سازنده این سیستم ها, باید توجه زیادی شود که روغن با این مواد سازگاری داشته باشد.
    هنگام استفاده از یک روغن با مشخصات کاترپیلار TO-4 , عاقلانه است که هم با سازنده روغن و هم با سازنده دستگاه مشورت شود.

عملکرد و سیر تکاملی روغن های A.T.F
گزارش

 

 

در سمینار " روانکارها در گیربکس های اتوماتیک " که به ابتکار شرکت نفت پارس و با همکاری فویت توربو ایران در خرداد ماه جاری در چالوس برگزار شد، شش مقاله علمی و تخصصی توسط مهندسان و کارشناسان نفت پارس و فویت توربو ارائه گردید . متخصصانی که این مقاله ها را ارائه دادند، آقایان مهندس ناصر اسلامی، مهندس عباس ناصری، مهندس مجید محمد خانی و مهندس مستانه بکایی از واحد فراورده های شرکت نفت پارس و حامد اوسطی و علیرضا خواهان از شرکت فویت توربو بودند .
 گزارش مربوط به این گردهمایی را که با حضور بیش از 70 نفر از مدیران عامل و روسای سازمانهای اتوبوسرانی سراسر کشور برگزار شد ، در شماره گذشته ماهنامه نفت پارس ملاحظه نمودید .
    از آنجا که مقاله های ارائه شده در گردهمایی یاد شده از دیدگاه تخصصی و فنی حائز اهمیت می باشد، فشرده ای از نکات برجسته در مقاله های ارائه شده را در این گزارش برای آگاهی خوانندگان گرامی برگزیده ایم .
    روغن های A.T.F به منزله روغن های انتقال اتوماتیک از پیچیده ترین روانکارهایی هستند که در صنعت تولید می شوند . تعداد مواد افزودنی این روغن ها، گاه به پانزده نوع ماده مختلف می رسد .
    روغن های A.T.F به طور کلی دوازده عملکرد متفاوت بشرح زیر دارند: عامل انتقال قدرت موتور از طریق مبدل گشتاور، سیال در هیدرولیک ها، کنترل کننده دما از طریق انتقال حرارت، روانکاری یاتاقان ها و دنده ها، روانکاری کلیه سطوح اصطکاک، کنترل کننده تورم آب بندها، کنترل کننده اصطکاک در صفحه کلاچ ها در دمای متغیر از منهای 40 در جه تا 175 درجه سانتی گراد، محافظت از سطوح فلزات در برابر خوردگی، مقاومت در برابر اکسیداسیون و کف کردن ها و دارا بودن نقطه اشتعال بالا و فرّار بودن کم .
    عمده ترین ویژگی های روغن های A.T.F عبارتند از : پایداری در برابر اکسیداسیون، پاک کنندگی و معلق کنندگی، پایداری در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش، سازگاری با آب بندها، داشتن خواص اصطکاکی، برخوردار بودن از تغییرات اندک ویسکوزیته نسبت به دما و بالاخره مقاومت در برابر ایجاد کف .
    به دلیل درجه حرارت بالا، اکسیداسیون روغن های A.T.F باعث موارد زیر می شود : ایجاد رسوبات و مواد لجن شکل بر روی صفحه های کلاچ و قطعات گیربکس، افزایش خوردگی آلیاژهای مس در یاتاقان ها و برش ها، سفت شدن قطعه های پلیمری و سائیدگی سطوح صفحات کلاچ .
    پاک کنندگی و معلق کنندگی از دیگر خصوصیات روغن های A.T.F است . این ویژگی باعث می شود که کلیه آلودگی ها و ناخالصی ها در گیربکس، به صورت معلق در آید و علاوه بر جلوگیری از رسوب، باعث تمیز نگهداشتن سیستم هیدرولیک شود .

    پایداری در برابر خوردگی و سائیدگی
    روغن های A.T.F در برابر خوردگی پایدار هستند . به طوری که می دانیم در ساختن گیربکس های اتوماتیک از مواد گوناگونی مانند فولاد، چدن، آلومینیوم، مس، برنج، برنز، نقره و قلع استفاده می شود . بنابراین روغن مورد استفاده در گیربکس ها باید در برابر خوردگی برای مجموعه فلزهای یاد شده، سطح حفاظتی بالایی داشته باشد که روغن های A.T.F از این خصوصیت برخوردارند .
    از خصوصیت های دیگر روغن های A.T.F مقاومت در برابر سائیدگی است . گیربکس های اتوماتیک دارای مکانسیم های متنوعی هستند . این مکانیسم ها شامل مبدل های گشتاور، دنده های خورشیدی، سیستم های هیدرولیک، صفحات کلاچ و قطعه های مختلف فلزی مانند انواع یاتاقانهاست.
    روغن های A.T.F قابلیت های لازم را برای محافظت در برابر سائیدگی سیستم های یاد شده دارند . این روغن ها هم چنین با آب بندها سازگاری داشته و عملکرد آن نسبت به ترکیبات الاستومری متفاوتست .
    ترکیبات الاستومری مختلفی که در سیستم های انتقال اتوماتیک برای جلوگیری از نشتی های داخلی و خارجی استفاده می شود، عبارتند از :
    نیتریل ها، پلی اکریل ها و سیلیکون ها که A.T.F ها با این ترکیبات سازگاری دارند .
    در زمینه خواص اصطکاکی روغن های A.T.F به چند نکته می توان اشاره کرد . صفحات کلاچ ها و باندهای مورد استفاده در گیربکس ها، به طور عموم از ترکیباتی هستند که دارای حداکثر مقاومت سایش و ضریب اصطکاکی بهینه می باشند . جنس صفحات از ترکیبات مرکب مواد فایبر سلولزی است . هم چنین برای تسهیل عمل خنک کاری بوسیله روغن، این صفحات متخلخل هستند . ضریب اصطکاک این صفحات به طور عموم بالاست بنابراین خواص اصطکاکی روغن های A.T.F نقش قابل توجهی در کارکرد گیربکس های اتوماتیک ایفا می کند .
    
    حداقل ویسکوزیته
    حداقل ویسکوزیته برای دمای بالا و حداکثر ویسکوزیته مجاز برای کارکرد در دمای پایین از ضرورت های استاندارد برای روغن های گیربکس اتوماتیک است . روغن های A.T.F با توجه به محدوده وسیع دمای مورد استفاده یعنی، منهای 40 تا 175 درجه سانتی گراد دارای ویسکوزیته مناسب هستند .
    این روغن ها هم چنین در برابر ایجاد کف از مقاومت لازم برخوردار می باشند . به طور کلی، گردش زیاد روغن، تلاطم شدید در مبدل گشتاور و مجرا های تنگ عبور روغن، باعث تشدید تشکیل کف در سیستم ها می شود . از آنجا که کف بیش از اندازه، فشار هیدرولیکی را کاهش می دهد . ساختار روغن های A.T.F به گونه ای است که در برابر ایجاد کف مقاومت لازم را دارا می باشد .
    یک جعبه دنده اتوماتیک از پنج قسمت اصلی شامل، مبدل گشتاور، کلاچ، باند، دنده های خورشیدی و سیستم هیدرولیک تشکیل شده است . عملکرد روغن های A.T.F بر روی هر یک از قسمت های جعبه دنده اتوماتیک بشرح زیر می باشد .
    در مبدل گشتاور، A.T.F در برابر اکسیداسیون مقاومت عالی دارد . خاصیت ضد خورندگی و سازگاری آنها با آب بندها بسیار خوب بوده، نسبت به دما حداقل تغییرات ویسکوزیته را داشته و از خاصیت ضد کف خوب برخوردارند .
    در کلاچ و باند، خواص اصطکاک مناسب داشته و در برابر اکسیداسیون پایدارند . هم چنین نسبت به دما حداقل تغییرات ویسکوزیته را از خود نشان می دهند و ضد سائیدگی هستند .
    در دنده های خورشیدی، فشار بالا یا EP را به خوبی تحمل کرده، خاصیت ضد سائیدگی و ضد خورندگی دارند . و بالاخره روغن های A.T.F در سیستم هیدرولیک جعبه دنده اتوماتیک نسبت به دما حداقل تغییرات ویسکوزیته را دارند، خواص ضد خوردگی، ضد کف و ضد سائیدگی آنها خوب بوده و با آب بندها سازگاری متناسب دارند .

سیر تکاملی روغن های A.T.F
    عمده ترین عملکرد هر مایع هیدرولیکی، انتقال سریع نیرو است که در پنج وظیفه اصلی خلاصه می شود . این وظایف عبارتند از : انتقال قدرت موتور از طریق مبدل گشتاور، انتقال فشار هیدرولیکی از طریق سیستم کنترل هیدرولیک، انتقال و خارج کردن حرارت تولید شده، روانکاری سطوح بلبرینگ ها، شفت ها، چرخ دنده ها و سطوح اصطکاکی کلاچ ها و باندها و کنترل تورم آب بندها .
    روغن های A.T.F وظایف یاد شده را به خوبی انجام می دهند و سیر تکاملی آنها طی یک دوره تقریباً 25 ساله قابل توجه بوده است .
    در سال 1946 میلادی، برای موتوری با قدرت 150 HP ، ظرفیت روغن 13/5 لیتر بوده که در سال 1970 برای موتوری به قدرت 375 HP ، ظرفیت روغن به 11/5 لیتر رسیده است .
    اولین روغن های انتقال اتوماتیک توسط شرکت جنرال موتور در سال 1949 با نام Type A به بازار عرضه شد . در سال 1959 تغییراتی بر روی Type A صورت گرفت و تولیدات جدید با نام Type A Suffix A در اختیار مصرف کنندگان قرار گرفت .
    در سال 1967 سیال DEXRON تولید شد که خاصیت پایداری آن در درجه حرارت های بالا بهبود یافت . در درجه حرارت پایین، سیال بودن خود را حفظ می کرد و در حین کار خواص اصطکاکی لازم را داشت .
    با عرضه سیال DEXRON II در سال 1975 ، فورمولاسیون DEXRON اصلاح شد . این سیال چند منظوره برای انتقال دهنده های ماشین های سواری، روانکاری موتورهای دوار، جایگزین سیال C-2 در آلیون دیترویت دیزل شد .
    DEXRON II در مقایسه با سیال DEXRON از گرانروی کمتری در درجه حرارت های پایین برخوردار بوده و پایداری آن در برابر اکسیداسیون بیشتر از DEXRON است .
    در سال 1960 ، کارخانه فورد برای گیربکس های اتوماتیک تولیدی خود بنام M-2C33-D روغن Type F را تولید کرد . هشت سال بعد، جدیدترین تغییرات بر روی این نوع روغن توسط فورد انجام شد و روغن Type F (M-2C33-F) ارایه گردید . آخرین دستاورد فورد در سال 1979 با ارتقاء سطح کیفی Type F با مشخصه M2-C33-G تولید شد . این محصول جدید تا سال 1982 به طور وسیعی در خودروهای اروپایی فورد، گیربکس های اتوماتیک شرکت بورگ، وارنر و ژاپن مورد استفاده قرار گرفت .
    در اواخر دهه 70 و اوایل دهه 80 شرکت فورد، سیال M-2C185A را که ضریب استاتیکی پایینی داشت با نام MERCON تولید کرد و این روغن به شکل تکامل یافته جدید در سال 1993 با مشخصه MERCON V روانه بازار شد.
    سیال اخیر، تحت برش های شدید و در مقابل اکسیداسیون، پایداری بیشتری دارد و در دمای پایین تر کارکرد بهتری از خود نشان می دهد .
    مقایسه سیالات فورد با جنرال موتور، نشان می دهد؛ سیالات جنرال موتور، ضریب اصطکاک استاتیکی پایینی دارند، در حالی که سیالات فورد از ضریب اصطکاک استاتیکی بالایی برخوردار هستند .
    این دو سیال قابل تعویض با یکدیگر نبوده و یکی بهتر از دیگری نیست . تفاوت اساسی آنها در خاصیت اصطکاکی صفحات کلاچ می باشد .
    برای تعویض دنده ای نرم، افزایش طول عمر صفحات کلاچ و باندها، خاصیت اصطکاکی مناسب سیال، اندازه و شکل صفحات کلاچ و شیب یا ضریب اصطکاک منحنی های اصطکاکی موثر می باشند .
    در اینجا به نکات قابل توجهی در مورد سیال انتقال اتوماتیک می توان اشاره کرد . 50 درصد عامل افزایش دما در سیال انتقال اتوماتیک مربوط به حرارت ایجاد شده در صفحات کلاچ و باندها بوده و بقیه در مبدل گشتاور می باشد . گشتاور یا ضریب اصطکاک صفحات کلاچ معمولاً با افزایش دمای سیال کاهش می یابد .
    گشتاور دینامیکی نهایی قبل از اینکه کلاچها قفل کنند در مورد سیال فورد 50 درصد بیشتر از سیال جنرال موتور است .
    گشتاور مورد نیاز در حالت خلاصی صفحات کلاچ در سیال فورد صد درصد بیشتر از سیال جنرال موتور است و این گشتاور در سیال DEXRON در دمای 40 درجه سانتی گراد تقریباً همان مقداری است که سیال M2-C33 فورد در دمای150 درجه سانتی گراد دارد (دمای عملکرد طبیعی گیربکس 95 تا 130 درجه سانتی گراد است) .
    ریختن سیالی با تیپ DEXRON در گیربکسی که برای سیال نوع M2-C33 فورد طراحی شده به این معنی است که اصطکاک موجود در صفحات کلاچ و باندها بطور دایمی در شرایط دمایی بالا و سخت عملیاتی قرار داشته است .
    بخش گیربکس اتوماتیک آلیسون شرکت جنرال موتور نیز سیالی با مشخصه ALLISON C-4 برای گیربکس های تحت شرایط عملیاتی سخت در وسایل نقلیه سنگین و اتوبوس های شهری ارائه کرده است . هم چنین CATTERPILLAR TO-4 سیالی است که شرکت کاترپیلار برای گیربکس هایی که خاصیت اصطکاکی در آن شدید بوده و به محافظت عالی در برابر خوردگی نیاز باشد پیشنهاد نموده است .
    در این میان شرکت های اروپایی تولید کننده گیربکس نیز سیالاتی را ارائه داده اند . فویت توربو VOITH TURBO که تولید کننده گیربکس های DIWA و MIDIMAT است سیال G 607 را با پایه تمام معدنی یا نیمه سنتزی و سیال G1363 را با پایه تمام سنتزی معرفی می کند .
    این سیالات دارای مشخصه DEXRON II D.DEXRON و یا DEXRON III هستند .
    هم چنین از مشخصات پایه ای استاندارد روغن ها می توان از عواملی نظیر پایداری برشی، محافظت در برابر خط برداشتن صفحات کلاچ و سازگاری با آب بندها نام برد .
    شرکت ZF ، یکی دیگر از سازندگان اروپایی گیربکس اتوماتیک وسایل نقلیه سنگین و اتوبوس ها است .
    سیالات مورد تایید این شرکت باید مشخصه DEXRON II D.DEXRON و DEXRON III را داشته باشند .
    برای اخذ تاییدیه از این شرکت، تست های استاندارد ویسکوزیته، پایداری برشی و محافظت صفحات کلاچ در برابر خط افتادن نیز انجام می شود .
    شرکت دایملرکرایسلر، سومین شرکت اروپایی است که فهرستی از روانکارهای مورد تایید خود را تهیه و بصورت 236.X معرفی کرده است .
    236 یعنی این سیال A.T.F بوده و X مربوط به سری خاصی از ادتیوهاست که توسط شرکت های سازنده ادتیو جهت افزودن به A.T.F بکار گرفته شده است .
    A.T.F های موجود در این لیست لزوماً مشخصه DEXRON II , D.DEXRON یا DXRON III شرکت جنرال موتور و همچنین خواص استانداردی نظیر ویسکوزیته مناسب، خاصیت ضد کف، سازگاری با آب بندها، پایداری برشی و محافظت صفحات کلاچ در برابر خط افتادن را دارا هستند.

موتور درون‌سوز

موتورهای درون سوز (موتورهای احتراق داخلی)

ریشه لغوی

موتور درون سوز یا موتور احتراق داخلی ترجمه عبارت انگلیسی Intrer combustion Engine است. و به موتورهایی گفته می‌شود که سوخت در داخل محفظه موتور سوزانده می‌شود.

نگاه اجمالی

یک موتور احتراق داخلی وسیله است که انرژی محبوس در سوخت‌های فسیلی نظیر بنزین ، گازوئیل و یا نفت ، گاز مایع LPG را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و آنرا در انتهای شفت میل لنگ ، خارج از پوسته موتور ، به صورت چرخش صفحه فلایویل در اختیار مصرف کننده می‌گذراد.

تاریخچه

اولین تجربه کارآ و قابل ذکر در زمینه ساخت موتوهای احتراق داخلی در سال 1876میلادی اتفاق افتاد. در این سال یک مخترع آلمانی به نام «ان.ای.اتو» موفق شد که یک موتور احتراق داخلی ، چهارزمانه را به ثبت برساند که اصول کار موتور در حال حاضر اصول کار موتورهای رایج است. از آن تاریخ به بعد تحول چندانی در ساختمان این موتوها از لحاظ کارکردی اتفاق نیافتاده است. بلکه مدلهای مختلف و انواع پیشرفته‌تری ساخته شده‌اند که با نمونه اولیه بسیار مشابهند. البته در سال 1957 موتوری توسط «وانکل» ساخته شد که اگرچه اصول موتورهای اتو را به کار می‌برد لیکن ساختمان آن متفاوت است.

انواع موتورهای احتراق داخلی

این موتورها را به دسته کلی موتور چهارزمانه و موتورهای دوزمانه می‌توان تقسیم کرد. اصول کاری این موتورها مشابه است. لیکن نحوه عمل آنها به علت تفاوت‌های ساختاری اندکی متفاوت است.

  • موتور چهارزمانه :
    این موتورها در واقع همان موتورهایی هستند که توسط اتو اختراع شدند و وجه تسمیه آنها اینست که این موتورها برای هر انفجار (مرحله تبدیل انرژی سوخت به انرژی مکانیکی) می‌بایست چهار مرحله مکش ، تراکم ، انفجار و تخلیه را انجام دهند.
  • موتورهای دوزمانه :
    مخترعین هم عصر اتو اعتقاد داشتند که وجود تنها یک مرحله توان در دو دور چرخش موتور ، زیان بزرگی است. بنابراین توجه خود را به موتوری معطوف کردند که در هر دور چرخش دارای یک انفجار بود. این کار با ترکیب کردن مراحل انفجار و دم و بازدم به عنوان یک مرحله و ترکیب تخلیه و تراکم به عنوان مرحله بعدی صورت می‌گیرد.

معیارهای دیگر جهت طبقه بندی موتورهای احتراق داخلی

روش دیگر برای طبقه بندی این موتورها (اعم از دوزمانه یا چهار زمانه) ذکر کردن تعداد سیلندرهای این موتورهاست. در این موتورها سیلندرها که در واقع واحدهای تولید انرژی مکانیکی می‌باشند در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. بر این اساس موتورهای متنوعی ساخته شده‌اند که انواع متداول آنها می‌توانند یک سیلندر ، دو سیلندر ، سه سیلندر ، چهار سیلندر ، شش سیلندر ، هشت ، ده و دوازده و در مواردی بیست وچهار سیلندر باشد.

البته معیارهای دیگری نیز برای طبقه بندی این موتورها به کار می‌رود. مثلا اگر نحوه آرایش سیلندرها را معیار در نظر بگیریم می‌توانیم موتورها را به انواع: موتورهای خطی ، موتورهای V شکل یا خورجینی و موتورهای شعاعی تقسیم بندی کنیم و یا اینکه می‌توان برای طبقه بندی موتورها از حجم آنها استفاده کرد که عبارت است از حجم کل پیستونهای آنها زمانیکه در نقطه مرگ پایین باشند. روش دیگر برای طبقه بندی این موتورها ، نحوه مشتعل شدن سوخت در این موتورها است. بر این اساس موتورهای احتراق داخلی به دو دسته تقسیم می شوند.

  • موتور اشتعال جرقه‌ای :
    این موتورها ، برای سوزاندن ماده سوختنی از سیستم برقی تولید کننده جرقه استفاده می کنند.
  • موتورهای دیزل :
    این موتورها برای مشتعل کردن سوخت از حرارت بالای خود سیلندر استفاده می‌کنند.

طرز کار                                                               

نحوه کار موتورهای احتراق داخلی را به شکل خلاصه می‌توان انگونه بیان کرد.

  • مکش :
    مخلوط آزمایش‌های مربوط به هوا و سوخت (در موتورهای دیزل فقط هوا) به درون سیلندر مکیده می شود.
  • تراکم :
    مخلوط مذکور (هوای وارد شده در موتورهای دیزل) توسط پیستون فشرده می‌شود.
  • توان :
    مخلوط آزمایش‌های مربوط به هوا و سوخت محترق شده و انرژی آزاد می‌کند که باعث حرکت پیستون به سمت پایین می‌شود.
  • تخلیه :
    گازهای ناشی از احتراق از محفظه سیلندر تخلیه می‌شود.

البته این چهار مرحله در موتور چهارزمانه اتفاق می افتد و در موتورهای دو زمانه مراحل 1 و 2 و مراحل 3 و 4 با یکدیگر تواما انجام می‌شوند. به هر حال پس از انجام مرحله انفجار (توان) انرژی آزاد شده از سوختن ماده سوختنی آزاد شده است و باعث حرکت پیستون می‌گردد. از آنجایی که حرکت پیستون بصورت رفت و برگشتی است. برای تبدیل این حرکت به حرکت دورانی به یک قطعه دیگر در موتور به نام میل لنگ نیاز است که به پیستون یا پیستونها (بر حسب تعداد سیلندر موتور) متصل شده و حرکت رفت و برگشتی را به حرکت چرخشی تبدیل می کند.

ساختمان

موتورهای احتراق داخلی برای درست کار کردن به سیستم های مختلفی نیازمندند که همگی می‌بایست به دقت و نحو مطلوب وظیفه خود را انجام دهند. اجزا و سیستم‌های تشکیل دهنده یک موتور احتراق داخلی را می‌توان به شرح زیر برشمرد.

  • سیلندر :
    قسمت اصلی موتور است که محل بالا و پایین رفتن پیستون می‌باشد.
  • سرسیلندر :
    بر روی سیلندر قرار می‌گیرد و محل قرار گیری سوپاپ‌ها ، شمع‌ها و ... می‌باشد.
  • پیستون :
    قطعه متحرکی است که در داخل سیلندر بالا و پایین می‌رود و به میل لنگ متصل است.
  • میل لنگ :
    تبدیل کننده حرکت رفت و برگشتی به حرکت چرخشی است.
  • سیستم هوارسانی :
    به ساختارهایی گفته می‌شوند که محفظه سیلندر را به هوای بیرون مربوط می‌کند.
  • سیستم سوخت رسانی :
    وظیفه رساندن و تنظیم میزان سوخت مصرفی را بر عهده دارد.
  • سیستم خنک کننده :
    وظیفه کنترل دمای کاری موتور را به عهده دارد.
  • سیستم روغن کاری :
    جهت کم کردن سایش و انتقال حرارت موتور به کار می‌رود.
  • سیستم برقی :
    جهت اشتعال سوخت و ایجاد جرقه کاربرد دارد. (موتورهای دیزل فاقد این سیستم می‌باشد)
  • سیستم سوپاپ‌ها :
    جهت زمان بندی ورود آزمایش‌های مربوط به هوا و خروج دود به کار می‌روند. (موتورهای دوزمانه فاقد این سیستم اند)
  • سایر قطعات :
    رینگ‌های پیستون ، میل بادامک ، چرخ لنگر یا فلاپویل ، یاتاقان‌ها ، کاورنر ، و وزنه‌های تعادل.

کاربردها

موتورهای احتراق داخلی امروزه گسترده‌ترین و پراستفاده‌ترین انواع موتورها می‌باشند. و بیشترین کاربرد این موتورها در اتومبیل‌ها ، کامیون‌ها و سایر وسایل نقلیه است. البته در کارهای ایستا نظیر پمپ کردن آب یا آسیابها هم از این موتورها استفاده می‌شود. شاید زمانی که برق منطقه‌ای قطع شده است مشاهده می‌کنید که یک مغازه یا کارخانه یا مجتمع مسکونی و ... دارای برق است. این برق را با استفاده از انرژی جنبشی یک موتور احتراق داخلی و استفاده از یک ژنراتور تولید می‌کنند. و ...

نقش موتورهای درون سوز در زندگی ما

طیف وسیع و گسترده‌ای از وسایل متحرک اطراف ما برای تامین حرکت خود به موتورهای احتراق داخلی وابسته‌اند. تصور کنید اگر تنها یک شبکه حمل و نقل (که 100 درصد به موتورهای احتراق داخلی وابسته است) از کار بیافتد زندگی روزمره به چه شکلی در خواهد آمد؟

موتور

موتور عبارتست از وسیله‌ای که قدرت تولید می‌کند، ولی به تنهایی قادر به تولید کار نمی‌باشد. به زبان ساده‌تر موتور وسیله‌ای که با استفاده از منابع انرژی بخصوص ، انرژی جنبشی تولید می‌کند. نوع موتور منابع انرژی اولیه متفاوت هستند. مثلا برخی از موتورها ، انرژی موجود در مواد نفتی را به انرژی جنبشی تبدیل می‌کنند و برخی دیگر انرژی الکتریکی را و ...).

 

ریشه لغوی

موتور یک کلمه انگلیسی است و معنای آن جنباننده یا محرک می‌باشد. لیکن در حال حاضر از کلمه موتور به عنوان وسیله تولید انرژی جنبشی استفاده می‌شود.

 

دید کلی

موتور یکی از ارکان اصلی خودرو می‌باشد، که وظیفه اصلی حرکت آن بوسیله موتور با انجام یک سری اعمال خاص امکان پذیر می‌شود. بر این اساس تلاشهای زیادی در زمینه طراحی و ساخت انواع موتور صورت گرفته است که در حال حاضر نیز بیشتر سرمایه گذاریهای کارخانه‌های خودرو سازی در این زمینه انجام می‌شود. تمام موتورهایی که در زندگی بشر مورد استفاده قرار می‌گیرند انرژی جنبشی را به شکل یک حرکت دورانی (چرخشی) در اختیار مصرف کننده قرار می‌دهند. موتورها این انرژی را از طریق تبدیل انرژی‌های پتانسیل و یا انرژیهای دیگر بوجود می‌آورند که می‌توان بر حسب منبع انرژی اولیه ، موتورها را تقسیم بندی کرد که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد.


بطور کلی می‌توان گفت که در پیرامون ما هر وسیله‌ای که کاری انجام می‌دهد دارای یک موتور است که حرکت قطعات آن و نیروی مورد نیاز آن وسیله را تأمین می‌کند. مثلا لوازم خانگی مثل یخچال ، ضبط صوت ، پنکه‌های تصویه و ... همگی دارای یک موتور الکتریکی می‌باشند و یا اتومبیلهایی که در خیابانها رفت و آمد می‌کنند هر کدام یک موتور جهت تأمین انرژی جنبشی خود دارند.

تاریخچه

ایده ساخت موتور به زمانهای دور باز می‌گردد، چنانکه قبل از سالهای 1700 میلادی تلاشهایی جهت مسافت موتورها به شکل امروزی انجام پذیرفته بود (هر چند که موتورهای ساده آبی که انرژی جنبشی آب را به حرکت چرخشی تبدیل می‌کردند از زمانهای بسیار دورتر ساخته شده و مورد استفاده قرار می‌گرفتند). لیکن اولین تجربه موفقیت آمیز در این زمینه ، در سال 1769 اتفاق افتاد. در این سال جیمز وات توانست یک موتور بخار اختراع کند که قابلیت استفاده از انرژی محبوس در سوختهای مختلف نظیر چوب و ذغال سنگ را داشت.

سیر تحولی و رشد

مخترعین زیادی سعی کردند که اصول فوق را در موتورها تحقق بخشند. ولی «ان.ای.اتو» مخترع آلمانی اولین کسی بود که موفق گردید. او در سال 1876 موتور خود را به ثبت رساند و دو سال بعد نمونه‌ای را که کار می‌کرد به معرض نمایش گذاشت. موتور مزبور همان چرخ چهارزمانه یعنی ، تکثیر ، تراکم ، توان و تخلیه را به کار می‌بست. دانشمندان هم عصر اتو عقیده داشتند که وجود تنها یک مرحله توان در دو دور چرخش زمان بزرگی است (یک موتور چهارزمانه در هر دو دور چرخش تنها یک بار سوخت را می سوزاند به اصطلاح دارای یکبار انفجار یا توان است).

بنابراین نظر خود را به موتور دو زمانه (که در هر دو چرخش یک انفجار دارد) معطوف کردند. این تلاشها تا آنجا ادامه یافت که در سال 1891 «جوزف دی» با کمک گرفتن از محفظه میل لنگ به عنوان یک سیلندر پمپ کننده هوا توانست ساخت موتورهای روزانه را ساده کند. در موتور دی ، مجاری ورودی هوا و خروجی دود در بدنه سیلندر قرار داشت (همان سیستم موتورهای دو زمانه امروزی). در سال 1892 دکتر «رادولف دیزل» یک مهندس آلمانی ، موتوری را به ثبت رساند که در آن سوخت در نتیجه گرمای تولید شده در اثر فشار زیاد ، مشتعل می شد. دیزل در اصل موتور خود را برای کار کردن با پودر ذغال سنگ طراحی کرده بود. اما به سرعت به سوخت‌های مایع روی آورد.

فعالیت‌های انجام شده توسط دانشمندان در طراحی و ساخت موتور و پیشرفت‌های حاصله را می‌توان مختصرا این‌گونه بیان کرد.

  • ساخت موتورهای بنزینی – انژکتوری در سال 1936
  • ساخت موتورهای توربینی اتومبیل در سال 1950
  • ساخت موتور پیستون گردان وانکل در سال 1957

ساختمان موتور

ساختمان موتورها بسیار گوناگون ولی در عین حال از لحاظ اصول کلی بسیار مشابه است. مثلا همه موتورهای احتراقی دارای یک محفظه برای فشرده کردن سیال می‌باشند که سیلندر نام دارد. یا اینکه همگی دارای یک قطعه متحرک رفت و برگشتی می‌باشند که پیستون نام دارد و ... لیکن ساختار موتورهای برقی متفاوت است. همگی آنها دارای یک سیم پیچ ثابت می‌باشد که میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. در میان این سیم پیچ میدان ، یک آرمیچر (روتور) وجود دارد که با تغییرات میدان مغناطیسی انرژی الکتریکی را به انرژی جنبشی تبدیل می‌کند (به شکل چرخش) و ... .

طرز کار موتور

  • موتورهای الکتریکی از لحاظ تجهیزات و ساختار نسبتا ساده تر از موتورهای احتراقی هستند. البته طرز کار آنها نیز نسبتا ساده تر است. این موتورها با ایجاد یک میدان مغناطیسی و تغییرات مکرر این میدان مغناطیسی باعث به چرخش درآمدن روتور می‌شوند. و این چرخش توسط میله ای از محفظه موتور خارج و مورد استفاده قرار می‌گیرد. موتورهای احتراقی بصورت نوسانی کار می‌کنند یعنی اینکه قطعات متحرک آنها (پیستونها) که قابل انتقال انرژی هستند، حرکت رفت و برگشتی دارند. برای تبدیل این حرکات رفت و برگشتی به حرکت چرخشی وسیله‌ای به‌ نام میل لنگ استفاده می‌شود. لیکن در نهایت انرژی جنبشی این موتورها هم بصورت چرخش یک میله از محفظه موتور به خارج فرستاده می‌شود.

قدم مهم در توسعه موتورهای امروزی (که اغلب موتورهای احتراق داخلی هستند) زمانی برداشته شد که بودورثا مهندس فرانسوی چهار اصل عمده را که برای کار موثر این موتورها الزامی بودند، ارائه کرد. این اصول چهارگانه به قرار زیرند:

  • اتاقک احتراق باید کوچکترین نسبت سطح به حجم ممکن را داشته باشد.
  • فرآیند انبساط مخلوط گاز هوا و سوخت باید تا حد امکان سریع انجام شود.
  • تراکم مخلوط در ابتدای مرحله انبساط باید تا حد امکان زیاد باشد.
  • کورس پیستون می بایست تا حد امکان زیاد باشد.



 




انواع موتور

موتورها را بر اساس منبع تامین کننده انرژی به دو دسته موتورهای برقی و موتورهای احتراقی تقسیم می کنند.

  • موتورهای برقی: اختلاف پتانسیل الکتریکی را به حرکت چرخشی تبدیل می کنند.
  • موتورهای احتراقی: با سوزاندن مواد سوختی (اغلب سوخت های فسیلی) تولید انرژی می کنند.
  • موتورهای جت: با مکش هوا کار می کنند.
  • موتورهای برون سوز: در این موتورها احتراق در بیرون از موتور صورت می گیرد (مانند موتور بخار)
    • موتورهای درون سوز: در اینگونه موتورها ماده سوختنی مستقیما در داخل موتور سوزانده می شود.
  • موتورهای درون سوز خود به دو گروه تقسیم می شوند:
    • موتورهای اشتعال جرقه ای: سوخت به کمک یک جرقه الکتریکی در این موتورها مشتعل می شود.
    • موتورهای دیزل: در این موتورها سوخت بواسطه حرارت بالای ایجاد شده بوسیله فشار مشتعل می گردد.

کاربردها

  • کاربرد موتورها امروزه آن چنان وسیع است که ذکر آنها به یک زمان طولانی نیازمند است. اکثر لوازم خانگی نظیر یخچال ، چرخ گوشت ، آب میوه گیری ، ماشین لباسشویی ، جارو برقی ، پنکه‌های تهویه و ... همچنین تمام وسایل نقلیه مورد استفاده نظیر اتومبیل‌ها ، اتوبوس‌ها ، کامیون‌ها ، هواپیماها ، قطار‌ها و کشتی‌ها همگی از موتورهای مختلف استفاده می‌کنند.
  • در تمام قسمت‌های یک کارخانه صنعتی و سایر وسایل و تجهیزات بکار رفته در بخش صنعت از موتورها استفاده می‌شوند. در بخشی کشاورزی جهت تامین منابع انرژی مثل ماشین آلات آسیاب‌ها ، پمپ‌های آب و غیره از موتورهای برقی و احتراقی استفاده می‌شود و ... .

نقش موتورها در زندگی روزمره

با توجه به کاربردهایی که در بالا برای موتورها ذکر شد به جرات می‌توان گفت بدون وجود و استفاده از موتورها تمدن بشری به معنای امروزی معنا نخواهد داشت. چنانچه از منابع تولید انرژی (موتورها) صرف‌نظر کنیم شاید شکل زندگی به حالت قبایل بدوی برگردد. عملا زندگی امروزی ما آنچنان به منابع تولید توان وابسته است که زندگی بدون این تجهیزات برای انسان قابل تصور نیست.

کلاچ

 

 

 

 

ریشه لغوی

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.

مفهوم کلی

کلاچ در واقع یک وسیله قطع کردن و یا وصل کردن است که در سیستم‌های انتقال نیرو بکار می‌رود. اصولا در سیستم‌های انتقال نیرو ، توان و نیروی تولید شده در موتور برای استفاده به شکلی دیگر و یا استفاده در جایی دیگر نیاز به جابه‌جایی 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 و یا بالعکس. بارزترین کاربرد کلاچ که بهترین مثال آن نیز هست. استفاده از کلاچ در اتومبیل‌ها و وسایل نقلیه دیگر است.

ساخت یک کلاچ ساده

برای درک بهتر نحوه کار کردن کلاچ به مثال زیر توجه کنید. دو عدد صفحه مدور را در نظر بگیرید که هر کدام بر روی یک محور قرار گرفته‌اند. حال این صفحات مدور را به یکدیگر بچسبانید بطوری که محورهای آنها به دو طرف مقابل یکدیگر امتداد یابد. حال این صفحات را کمی از یکدیگر دور کنید بطوری که ما بین آنها فاصله‌ای بوجود آید. سپس یکی از صفحات را بچرخانید. خواهید دید که تا زمانی که میان صفحات مدور فاصله وجود دارد ، می‌توانید با هر سرعتی که بخواهید یکی از صفحات را بچرخانید در حالی که صفحه دوم بی‌حرکت باقی مانده است. حال آرام آرام صفحات را به یکدیگر نزدیک کنید (در حالیکه صفحه اول هنوز می چرخد).

مشاهده خواهد شد که پس از ایجاد و برقراری تماس میان صفحات مدور ، صفحه ثابت (صفحه دوم) نیز در همان جهت چرخش صفحه متحرک شروع به چرخیدن خواهد کرد. و پس از آنکه صفحات با یکدیگر جفت شدند، مشاهده خواهد شد که هر دو صفحه به شکل یکسانی و در یک جهت و با یک سرعت شروع به چرخش می‌کند. این بدان معناست که انرژی جنبشی موجود در صفحه چرخان به صفحه ثابت نیز منتقل می‌شود. اگر میان این صفحات فاصله وجود داشته‌ باشد این انتقال انرژی وجود نخواهد نداشت. بنابراین شما یک کلاچ ساده ساخته‌اید.

کاربرد و نحوه عمل کلاچ

آنچه بیان شد، ساختار ساده و اساس کار یک کلاچ صفحه‌ای است. که در بیشتر اتومبیل‌ها و خودروها بکار گرفته می‌شود. که 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. در این زمان است که کلاچ بکار گرفته می‌شود. 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.textهمانطوری که در مثال ذکر شده توضیح داده 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.

انواع کلاچ

در یک تقسیم بندی کلی کلاچ‌ها را می‌توان به دو دسته کلی کلاچ‌های تر و کلاچ‌های خشک تقسیم کرد. اصول کار هر دو نوع کلاچ یکسان است. آنها همگی اصطکاکی می‌باشند. یعنی اصول کار آنها مانند مثال مذکور است که می‌بایست مابین سطوح تماس برقرار شود

  • __کلاچ تر : کلاچ‌های تر دارای صفحاتی هستند که معمولا از جنس فولاد یا برنج ساخته می‌شوند و در یک محفظه پر از روغن قرار می‌گیرند. البته خود این کلاچ‌ها هم با توجه به میزان توان انتقالی اندازه‌های متفاوتی دارند. انواع کلاچ‌های تر نسبت به کلاچ‌های خشک کاربرد محدودتری دارند
  • __کلاچ خشک : کلاچ‌‌های خشک آنچنان که از نامشان پیداست در محفظه‌های خشک کار می‌کنند. کلاچ‌های خشک خود دارای انواع زیادی می‌باشند. در زیر لیست می‌شود .

 

جَکِ هیدرولیک

 

جَکِ هیدرولیک وسیله‌ای است که در آن نیرویی بر روغن موجود در یک استوانه کوچک وارد می‌شود. این نیرو سبب می‌شود که روغن غیر قابل تراکم به استوانه بزرگ منتقل شود. روغن به پیستون استوانه بزرگ فشار می‌آورد و باعث بلند شدن بار روی استوانه (مثلاً ماشین) می‌شود. مکانیزم کار ماشینهای جرثقیل، و غیره نیز چنین است که در عین سادگی، کار مفید زیادی با بازده بالا انجام می‌دهد. در ساختمان جک هیدرولیک از این واقعیت استفاده می‌شود که روغن تقریباً تراکم ناپذیر است و نیروی وارد بر خود را منتقل می‌کند. فشار وارد بر پیستون کوچک عینا به پیستون بزرگ منتقل می‌شود و آن را به طرف بالا می‌راند.

 

[ویرایش]

مزیت مکانیکی جک هیدرولیک

 

فشارهای وارد بر استوانه‌ها که همان نیروی وارد بر واحد سطح یعنی P = F/A است، باهم برابرند. بنابراین:

 

 

 

Pe = Pl

 

به عبارت دیگر می‌توان نوشت:

 

 

 

Fe/Ae = Fl/Al

 

که در آن F همان نیروهای مقاوم و محرک، A همان سطح مقطع دو پیستون است. در حالت ساده‌تر مزیت مکانیکی قسمت هیدرولیکی جک بصورت زیر در می‌آید:

 

 

 

AA = Ml/Ae

 

دسته جک نیز یک اهرم نوع دوم است و مزیت مکانیکی مخصوص به خود را دارد. دسته اهرم نیروی محرک را افزایش می‌دهد. بر جک هیدرولیک نیروی مفید دسته وارد می‌شود و جک این نیرو را افزایش می‌دهد. از اینرو مزیت مکانیکی کل دستگاه برابر مزیت مکانیکی این دو قسمت است.

 

آیا جک هیدرولیک مقدار کار را افزایش می‌دهد؟ دستگاهی وجود ندارد که بتواند مقدار کار را افزایش دهد. هر مقدار روغن که از استوانه کوچک خارج شود، همان مقدار وارد استوانه بزرگ می‌شود. در هر دو استوانه این حجم روغن برابر است با حاصلضرب سطح مقطع استوانه در فاصله‌ای که پیستون جابجا می‌شود. چون این حجمها باهم برابرند، بنابراین:

 

 

 

AeΔSe = AlΔSl

 

اگر ماشین را بدون اصطکاک در نظر بگیریم داریم:

 

 

 

MA=Al/Ae=ΔSe/ΔSl

 

و چون MA /= Fl Fe بنابراین:

 

 

 

FlΔSl = FeΔSe

 

در حالت آرمانی کار خروجی یا مفید با کار ورودی یا داده شده برابر است.

 

 

در قرقره، اهرم و جک هیدرولیک، وقتی اصطکاک وجود ندارد، کار خروجی با کار ورودی برابر است. این گفته در مورد سایر ماشینها نیز برقرار است. در چنین شرایطی مزیت مکانیکی آرمانی (یعنی بدون اصطکاک) هر ماشینی را می‌توان با بررسی هندسه ماشین بدست آورد. با ملاحظه معادله MA = ΔSe/ΔSl حتی در پیچیده‌ترین ماشین، می‌توان مزیت مکانیکی ایده‌آل را فقط با دانستن اینکه وقتی نیروی محرک را در مسافت معینی حرکت می‌دهیم، نیروی مقاوم چقدر جابجا می‌شود، پیدا کرد.

 

کاربردهای جک هیدرولیک

 

در بلند کردن ماشین‌آلات سنگین، ماشینهای کمپرسور، جرثقیلها، پالایشگاه‌ها، حفاریهای زیر زمینی، برج سازی و معماری، کلیه وسایل نقلیه و غیره از خود این وسیله بسیار ساده و مفید یا مکانیزم کارش استفاده می‌شود.

+ نوشته شده در  شنبه هفتم خرداد 1390ساعت 6:30 PM  توسط امین  |