۱. مقدمه
سیستم انتقال قدرت، مجموعهای از قطعات و مکانیزمهاست که وظیفه دارد توان تولید شده در موتور را به چرخها منتقل کرده و در عین حال، امکان کنترل سرعت و گشتاور خروجی را فراهم کند. این سیستم، یکی از مهمترین بخشهای خودرو است که نقش حیاتی در کارایی، مصرف سوخت و راحتی رانندگی دارد.
در یک خودرو، سیستم انتقال قدرت نهتنها توان موتور را منتقل میکند، بلکه باعث تغییر نسبت سرعت به گشتاور نیز میشود تا خودرو بتواند در شرایط مختلف جادهای عملکرد بهینه داشته باشد.
۲. اجزای اصلی سیستم انتقال قدرت
سیستم انتقال قدرت در خودروهای معمولی، شامل بخشهای زیر است:
-
کلاچ یا مبدل گشتاور
-
گیربکس (جعبهدنده)
-
میلگاردان یا شفت انتقال نیرو
-
دیفرانسیل
-
محورها و چرخها
هر یک از این اجزا وظیفه خاص خود را دارند و هماهنگی بین آنها برای عملکرد نرم و بینقص سیستم الزامی است.
۳. کلاچ (Clutch)
۳-۱. وظیفه کلاچ
کلاچ وسیلهای مکانیکی است که ارتباط بین موتور و گیربکس را برقرار یا قطع میکند. هنگام تعویض دنده یا توقف خودرو، باید توان موتور موقتاً از گیربکس جدا شود تا از آسیب به قطعات جلوگیری شود.
۳-۲. انواع کلاچ
-
کلاچ تک صفحهای خشک: رایجترین نوع در خودروهای سواری.
-
کلاچ چند صفحهای: در موتورسیکلتها یا خودروهای سنگین.
-
کلاچ مخروطی: در برخی مکانیزمهای خاص.
-
کلاچ گریز از مرکز: در برخی ماشینآلات و اسکوترها.
۳-۳. اجزای اصلی کلاچ تک صفحهای خشک
-
فلایویل (Flywheel): متصل به میللنگ موتور.
-
دیسک کلاچ (Clutch Disc): شامل لنت اصطکاکی برای انتقال نیرو.
-
صفحه فشار (Pressure Plate): نیروی فنر را به دیسک کلاچ منتقل میکند.
-
بلبرینگ رهاکننده (Release Bearing): هنگام فشار پدال کلاچ، نیروی رهاسازی را اعمال میکند.
-
فنر دیافراگمی یا مارپیچ: ایجاد نیروی فشار لازم روی دیسک.
۳-۴. نحوه عملکرد کلاچ
-
وضعیت درگیر: فنرها، صفحه فشار را به دیسک کلاچ میچسبانند و نیرو از موتور به گیربکس منتقل میشود.
-
وضعیت آزاد: با فشار پدال، بلبرینگ رهاکننده صفحه فشار را عقب میبرد، دیسک آزاد میشود و ارتباط موتور و گیربکس قطع میگردد.
۴. گیربکس (جعبهدنده)
۴-۱. وظیفه گیربکس
گیربکس وظیفه دارد نسبت چرخدندهها را تغییر دهد تا سرعت و گشتاور خروجی متناسب با شرایط رانندگی تنظیم شود. در دندههای سنگین، گشتاور زیاد و سرعت کم ایجاد میشود و در دندههای سبک، سرعت زیاد و گشتاور کم.
۴-۲. انواع گیربکس
الف) گیربکس دستی (Manual Transmission)
در این نوع، راننده با استفاده از کلاچ و تعویض دنده، نسبت انتقال را انتخاب میکند.
مزایا:
-
هزینه ساخت و تعمیر پایین.
-
کنترل کامل راننده بر عملکرد خودرو.
-
دوام بیشتر نسبت به انواع اتوماتیک.
معایب:
-
نیاز به مهارت رانندگی بیشتر.
-
خستگی بیشتر در ترافیک سنگین.
ب) گیربکس اتوماتیک (Automatic Transmission)
در این نوع، تعویض دنده به صورت خودکار انجام میشود.
انواع گیربکس اتوماتیک:
-
اتوماتیک هیدرولیکی (Torque Converter AT): استفاده از مبدل گشتاور به جای کلاچ.
-
گیربکس CVT (Continuous Variable Transmission): دارای نسبت انتقال پیوسته با استفاده از پولی و تسمه یا زنجیر.
-
گیربکس AMT (Automated Manual Transmission): گیربکس دستی با تعویض دنده خودکار.
-
گیربکس دوکلاچه (DCT – Dual Clutch Transmission): تعویض سریع با دو مجموعه کلاچ مجزا.
مزایا:
-
راحتی بیشتر در رانندگی.
-
تعویض نرمتر و سریعتر دندهها.
معایب:
-
هزینه تعمیر و نگهداری بالا.
-
حساسیت بیشتر به کیفیت روغن گیربکس.
ج) گیربکسهای خاص
-
گیربکسهای مسابقهای: طراحی برای تعویض بسیار سریع و تحمل گشتاور بالا.
-
گیربکس تراکتور یا ماشینآلات سنگین: دارای دندههای بسیار سنگین برای گشتاور فوقالعاده.
۴-۳. اجزای اصلی گیربکس دستی
-
شفت ورودی (Input Shaft)
-
شفت خروجی (Output Shaft)
-
دندهها (Gears)
-
همگامسازها (Synchronizers)
-
یاتاقانها (Bearings)
-
محفظه (Housing)
۴-۴. نسبت دنده (Gear Ratio)
نسبت دنده برابر است با تعداد دندانههای چرخدنده محرک تقسیم بر تعداد دندانههای چرخدنده متحرک.
-
نسبت دنده بزرگ (>1): افزایش گشتاور، کاهش سرعت (دنده سنگین).
-
نسبت دنده کوچک (<1): افزایش سرعت، کاهش گشتاور (دنده سبک).
۵. میلگاردان و شفت انتقال نیرو
۵-۱. وظیفه میلگاردان
میلگاردان (Drive Shaft یا Propeller Shaft) قطعهای است که توان خروجی گیربکس را به دیفرانسیل منتقل میکند، بهویژه در خودروهایی که موتور و گیربکس در جلو و دیفرانسیل در عقب قرار دارد.
۵-۲. ویژگیهای اصلی میلگاردان
-
قابلیت انتقال گشتاور زیاد.
-
تحمل تغییرات زاویه بین گیربکس و دیفرانسیل هنگام حرکت تعلیق.
-
سبک بودن و مقاومت در برابر پیچش.
۵-۳. اجزای میلگاردان
-
لوله فولادی یا آلومینیومی: بخش اصلی انتقال نیرو.
-
مفصل یونیورسال (U-Joint): اجازه تغییر زاویه و حرکت انعطافپذیر را میدهد.
-
اتصال کشویی (Slip Yoke): جبران تغییر طول ناشی از حرکت تعلیق.
-
یاتاقان میانی: در میلگاردانهای دو تکه برای حمایت و کاهش لرزش.
۵-۴. عملکرد مفصل یونیورسال
مفصل یونیورسال از دو چنگک و یک صلیب تشکیل شده که امکان انتقال نیرو در زوایای متفاوت را فراهم میکند. این قطعه باید بهخوبی روانکاری شود تا عمر طولانی داشته باشد.
۵-۵. نکات نگهداری میلگاردان
-
روانکاری منظم مفصلها.
-
بررسی وجود لقی یا لرزش غیرعادی.
-
تعویض بلبرینگ یا یاتاقان میانی در صورت فرسودگی.
-
تراز بودن میلگاردان برای جلوگیری از لرزش در سرعت بالا.
۶. دیفرانسیل (Differential)
۶-۱. وظیفه دیفرانسیل
دیفرانسیل مکانیزمی است که توان گیربکس را بین دو چرخ یک محور تقسیم کرده و اجازه میدهد هر چرخ با سرعت متفاوت بچرخد. این قابلیت هنگام پیچیدن ضروری است، چون چرخ بیرونی مسیر طولانیتری نسبت به چرخ داخلی طی میکند.
۶-۲. انواع دیفرانسیل
الف) دیفرانسیل باز (Open Differential)
-
رایجترین نوع در خودروهای سواری.
-
گشتاور را به صورت مساوی بین دو چرخ تقسیم میکند.
-
در صورت لغزش یک چرخ، توان بیشتری به آن منتقل شده و چرخ دیگر تقریباً بیقدرت میشود.
ب) دیفرانسیل محدودکننده لغزش (LSD – Limited Slip Differential)
-
با استفاده از کلاچها یا مکانیزمهای خاص، لغزش بین چرخها را محدود میکند.
-
عملکرد بهتر در مسیرهای لغزنده.
ج) دیفرانسیل قفلشونده (Locking Differential)
-
هر دو چرخ را بهطور کامل با هم قفل میکند.
-
استفاده در آفرود یا مسیرهای بسیار ناهموار.
د) دیفرانسیل با کنترل الکترونیکی
-
با استفاده از حسگرها و ECU، میزان قفلشدگی را بر اساس شرایط تنظیم میکند.
۶-۳. اجزای اصلی دیفرانسیل
-
دنده پینیون (Pinion Gear): دریافت توان از میلگاردان.
-
دنده رینگ (Ring Gear): انتقال حرکت به مجموعه دیفرانسیل.
-
دندههای جانبی (Side Gears): متصل به شفت هر چرخ.
-
دندههای هرزگرد (Spider Gears): امکان چرخش با سرعت متفاوت را فراهم میکنند.
-
محفظه دیفرانسیل (Differential Case): نگهداری مجموعه دندهها.
۶-۴. نکات نگهداری دیفرانسیل
-
استفاده از روغن مناسب طبق توصیه سازنده.
-
تعویض منظم روغن دیفرانسیل.
-
بررسی نشتی روغن از کاسهنمدها.
-
گوش دادن به صداهای غیرعادی (نشانه خرابی بلبرینگ یا دندهها).
۷. انواع سیستمهای انتقال قدرت
سیستم انتقال قدرت خودروها بر اساس محل موتور، نحوه قرارگیری گیربکس و مسیر انتقال نیرو به چرخها به چند دسته تقسیم میشود.
۷-۱. دیفرانسیل جلو (FWD – Front Wheel Drive)
-
موتور و گیربکس در جلو قرار دارند و نیرو مستقیماً به چرخهای جلو منتقل میشود.
-
مزایا:
-
وزن کمتر و مصرف سوخت پایینتر.
-
فضای داخلی بیشتر به دلیل حذف میلگاردان.
-
چسبندگی بهتر در جادههای لغزنده (وزن موتور روی چرخهای محرک).
-
-
معایب:
-
شتابگیری ضعیفتر نسبت به RWD در خودروهای پرقدرت.
-
محدودیت در تحمل گشتاور بالا.
-
۷-۲. دیفرانسیل عقب (RWD – Rear Wheel Drive)
-
موتور در جلو و نیرو از طریق میلگاردان به چرخهای عقب منتقل میشود.
-
مزایا:
-
توزیع بهتر وزن در خودروهای اسپرت.
-
توانایی تحمل گشتاور بالاتر.
-
فرمانپذیری بهتر در سرعتهای بالا.
-
-
معایب:
-
کاهش چسبندگی در جادههای لغزنده.
-
نیاز به تونل میلگاردان (کاهش کمی از فضای کابین).
-
۷-۳. چهار چرخ محرک دائم (AWD – All Wheel Drive)
-
هر چهار چرخ همیشه نیروی محرکه دریافت میکنند.
-
مزایا:
-
پایداری و چسبندگی عالی در هر شرایط جادهای.
-
عملکرد بهتر در باران و برف.
-
-
معایب:
-
پیچیدگی و هزینه نگهداری بالاتر.
-
مصرف سوخت بیشتر به دلیل قطعات اضافی.
-
۷-۴. چهار چرخ محرک قابل انتخاب (4WD – Four Wheel Drive)
-
راننده میتواند بین حالت دو چرخ محرک و چهار چرخ محرک انتخاب کند.
-
معمولاً برای آفرود و مسیرهای سخت استفاده میشود.
-
مزایا:
-
توانایی عبور از مسیرهای ناهموار.
-
انتخاب حالت متناسب با شرایط رانندگی.
-
-
معایب:
-
وزن زیاد و مصرف سوخت بیشتر.
-
نیاز به تجربه در استفاده صحیح برای جلوگیری از آسیب به سیستم.
-
۸. مبدل گشتاور (Torque Converter)
۸-۱. وظیفه مبدل گشتاور
مبدل گشتاور قطعهای هیدرودینامیکی است که در گیربکسهای اتوماتیک به جای کلاچ استفاده میشود. این قطعه، ارتباط بین موتور و گیربکس را برقرار میکند و امکان توقف خودرو بدون خاموش شدن موتور را فراهم میسازد.
۸-۲. اجزای اصلی مبدل گشتاور
-
پمپ (Impeller): به فلایویل و میللنگ موتور متصل است و روغن را به سمت پرههای توربین میفرستد.
-
توربین (Turbine): به شفت ورودی گیربکس متصل بوده و نیروی روغن را دریافت و به حرکت چرخشی تبدیل میکند.
-
استاتور (Stator): بین پمپ و توربین قرار گرفته و جهت جریان روغن را اصلاح میکند تا گشتاور تقویت شود.
-
محفظه (Housing): کل مجموعه را در خود جای میدهد و همراه با پمپ میچرخد.
۸-۳. نحوه عملکرد
-
در دور پایین: اختلاف سرعت بین پمپ و توربین زیاد است، استاتور مسیر روغن را تغییر میدهد و گشتاور تقویت میشود.
-
در دور بالا: سرعت پمپ و توربین تقریباً برابر میشود و مبدل مانند یک اتصال مستقیم عمل میکند.
-
در حالت توقف: موتور در حال کار است ولی خودرو متوقف است، روغن در داخل مبدل گردش میکند بدون اینکه نیروی زیادی به گیربکس منتقل شود.
۸-۴. مزایا و معایب مبدل گشتاور
مزایا:
-
تعویض نرم دندهها.
-
جلوگیری از خاموش شدن موتور در توقف.
-
افزایش گشتاور در دور پایین.
معایب:
-
بازدهی کمتر نسبت به کلاچ خشک به دلیل لغزش هیدرولیکی.
-
مصرف سوخت کمی بیشتر.
۹. نکات نگهداری و عیبیابی سیستم انتقال قدرت
۹-۱. نکات نگهداری
-
بازرسی دورهای روغن گیربکس و دیفرانسیل: بررسی رنگ، بو و سطح روغن؛ تعویض طبق توصیه سازنده.
-
تعویض فیلتر گیربکس اتوماتیک در زمان مقرر.
-
بررسی نشتی روغن از کاسهنمدها و اتصالات.
-
تنظیم کلاچ دستی برای جلوگیری از لغزش یا درگیری ناقص.
-
روانکاری میلگاردان و مفصلهای یونیورسال طبق برنامه.
-
عدم بارگیری بیش از حد خودرو برای جلوگیری از فشار مضاعف به سیستم.
۹-۲. علائم خرابی احتمالی
-
لغزش گیربکس: موتور دور میگیرد ولی خودرو شتاب نمیگیرد.
-
صدای غیرعادی: زوزه یا ضربه در تعویض دنده یا حرکت.
-
مشکل در تعویض دنده: سخت یا گیرکردن دندهها (در گیربکس دستی یا اتوماتیک).
-
لرزش در شتابگیری: ممکن است ناشی از خرابی میلگاردان یا یاتاقانها باشد.
-
سفت یا نرم شدن غیرعادی پدال کلاچ.
-
نشتی روغن از زیر خودرو.
۹-۳. روشهای عیبیابی پایه
-
بررسی سطح و کیفیت روغن گیربکس:
-
روغن شفاف و بدون ذرات فلزی باشد.
-
تغییر رنگ به قهوهای تیره یا بوی سوختگی نشانه خرابی است.
-
-
تست کلاچ دستی:
-
اگر دور موتور بالا میرود ولی سرعت افزایش نمییابد، احتمال لغزش کلاچ وجود دارد.
-
-
بررسی نشتیها:
-
نقاط رایج نشتی: کاسهنمد ورودی گیربکس، کاسهنمد دیفرانسیل، اتصالات لولهها.
-
-
گوش دادن به صداها:
-
صدای زوزه در سرعت بالا معمولاً ناشی از خرابی بلبرینگ یا دندههاست.
-
۹-۴. توصیههای کلی
-
همیشه از روغن توصیهشده توسط سازنده استفاده کنید.
-
در مسیرهای سخت (آفرود یا سربالاییهای طولانی) فشار کمتری به سیستم بیاورید.
-
از تعویض دنده خشن خودداری کنید تا عمر قطعات افزایش یابد.
-
تعمیرات اساسی را به تعمیرکار متخصص بسپارید.
واقعا تدریس عالی
بهترین مدرس مکانیک 🤩🤩🤩🤩♥️♥️