کلاچ و مبدل گشتاور (تورک کانورتور) در خودرو

---

۱. مقدمه

سیستم انتقال قدرت خودرو وظیفه دارد نیروی تولیدشده توسط موتور را به چرخ‌ها منتقل کند. این کار باید به گونه‌ای انجام شود که خودرو بتواند در شرایط مختلف حرکت روان، شتاب مناسب و مصرف سوخت بهینه داشته باشد.
در این میان، کلاچ در خودروهای دنده‌دستی و مبدل گشتاور (Torque Converter) در خودروهای دنده‌اتوماتیک، نقش مهمی در قطع و وصل نیرو بین موتور و گیربکس دارند.

---

۲. تفاوت سیستم‌های دستی و اتوماتیک در بخش انتقال نیرو

• در خودروهای دنده‌دستی، قطع و وصل ارتباط بین موتور و گیربکس توسط کلاچ مکانیکی انجام می‌شود که نیاز به کنترل راننده دارد.

• در خودروهای دنده‌اتوماتیک، این وظیفه بر عهده مبدل گشتاور است که به‌صورت هیدرولیکی کار کرده و نیازی به دخالت مستقیم راننده ندارد.

---

۳. نقش کلاچ و مبدل گشتاور

• کلاچ: قطع و وصل نیرو به صورت آنی و مستقیم.

• مبدل گشتاور: انتقال نیرو به صورت روان و بدون ضربه، با قابلیت افزایش گشتاور در شرایط خاص.

---

۴. ساختار و عملکرد کلاچ

کلاچ یک مکانیزم مکانیکی است که بین موتور و گیربکس قرار می‌گیرد و وظیفه آن قطع و وصل انتقال قدرت است. این کار معمولاً برای تعویض دنده یا توقف خودرو بدون خاموش‌شدن موتور انجام می‌شود.

---

۴-۱. اجزای اصلی کلاچ

1. صفحه کلاچ (Clutch Disc):

   • صفحه‌ای دایره‌ای با لنت اصطکاکی که بین فلایویل و صفحه فشار قرار می‌گیرد.

   • وظیفه انتقال نیرو از موتور به گیربکس را دارد.

2. صفحه فشار (Pressure Plate):

   • توسط دیسک فشار و فنر دیافراگمی، صفحه کلاچ را به فلایویل می‌فشارد.

3. بلبرینگ رهاساز (Release Bearing):

   • با فشردن پدال کلاچ، این بلبرینگ به فنر دیافراگمی فشار آورده و صفحه فشار را آزاد می‌کند.

4. فلایویل (Flywheel):

   • صفحه‌ای سنگین که به میل‌لنگ موتور متصل است و سطح اصطکاکی برای صفحه کلاچ فراهم می‌کند.

5. فنر دیافراگمی یا فنرهای مارپیچی:

   • نیروی لازم برای فشردن صفحه کلاچ به فلایویل را ایجاد می‌کنند.

---

۴-۲. نحوه عملکرد کلاچ

• پدال کلاچ آزاد: فنر دیافراگمی صفحه فشار را به صفحه کلاچ می‌فشارد و نیروی موتور به گیربکس منتقل می‌شود.

• پدال کلاچ فشرده: بلبرینگ رهاساز فنر را عقب می‌برد، صفحه فشار آزاد می‌شود و انتقال نیرو قطع می‌گردد.

---

۴-۳. انواع کلاچ

1. کلاچ تک‌صفحه‌ای: متداول‌ترین نوع، مخصوص خودروهای سواری.

2. کلاچ چندصفحه‌ای: در موتورسیکلت‌ها و خودروهای مسابقه‌ای استفاده می‌شود.

3. کلاچ خشک و تر: خشک بدون روغن‌کاری، تر درون روغن کار می‌کند (مانند برخی گیربکس‌های اتوماتیک).

4. کلاچ هیدرولیکی: به جای سیم مکانیکی از سیلندر هیدرولیک برای کنترل استفاده می‌کند.

---

۵. مبدل گشتاور (Torque Converter) و نحوه عملکرد آن

مبدل گشتاور در خودروهای دنده‌اتوماتیک وظیفه دارد نیرو را از موتور به گیربکس منتقل کند و در عین حال امکان توقف کامل خودرو را بدون خاموش شدن موتور فراهم آورد. این قطعه یک کوپلینگ هیدرولیکی پیشرفته است که علاوه بر انتقال نیرو، قابلیت تقویت گشتاور را نیز دارد.

---

۵-۱. اجزای اصلی مبدل گشتاور

1. پمپ (Impeller):

   • به فلایویل موتور متصل است و با چرخش خود، روغن هیدرولیک را به سمت پره‌های توربین پرتاب می‌کند.

2. توربین (Turbine):

   • به ورودی گیربکس متصل است و انرژی روغن را دریافت کرده و به چرخش درمی‌آید.

3. استاتور (Stator):

   • بین پمپ و توربین قرار دارد و مسیر جریان روغن را تغییر می‌دهد تا راندمان انتقال نیرو افزایش یابد.

4. بدنه مبدل:

   • پوسته‌ای فلزی که تمام اجزا را در بر می‌گیرد و حاوی روغن هیدرولیک است.

---

۵-۲. نحوه عملکرد مبدل گشتاور

• در حالت شروع حرکت (Launch):

  • توربین تقریباً ثابت است و استاتور مسیر روغن را طوری هدایت می‌کند که گشتاور خروجی افزایش یابد (ضریب گشتاور تا ۲.۵ برابر).

• در حالت حرکت پایدار (Cruise):

  • سرعت توربین و پمپ تقریباً برابر می‌شود و مبدل مانند یک اتصال مکانیکی عمل می‌کند.

• در حالت کلاچ قفل‌شونده (Lock-up Clutch):

  • در سرعت‌های بالا، صفحه‌ای اصطکاکی داخل مبدل مستقیماً پمپ و توربین را به هم متصل می‌کند تا اتلاف انرژی کاهش یابد.

---

۵-۳. مزایای مبدل گشتاور

• انتقال نیرو روان و بدون ضربه.

• امکان توقف خودرو بدون خاموش شدن موتور.

• افزایش گشتاور در شروع حرکت.

---

۶. مقایسه کلاچ و مبدل گشتاور