آشنايى با مهندسى مكاترونيك و كاربردهاى آن (تلفيق مكانيك و الكترونيك)

امروزه كمتر محصول صنعتى را مى توان يافت كه تركيبى از حوزه هاى مختلف مهندسى نباشد. اگر بيشتر به محيط زندگى خود و محصولاتى كه در زندگى روزمره از آنها استفاده مى شود دقت كنيم، از ساعت مچى ديجيتالى تا ماشين لباسشويى در آشپزخانه، خودروى شخصى يا عمومى كه با آن به محل كار مى رويم، چاپگرها و اسكنرها در محيط ادارى و غيره، همگى نمونه هايى از تركيب حوزه هاى مختلف مهندسى و به خصوص مكانيك و الكترونيك است. اگر هم با محصولات جديدتر صنعتى آشنا باشيم، تجميع نرم افزار و سخت افزار كامپيوتر با حوزه هاى فوق را به وضوح مى توان در بسيارى از محصولات از جمله ماشين هاى لباسشويى و خشك كن جديد هوشمند، دوربين هاى خودتنظيم، روبوت هاى صنعتى، خودروهاى مجهز به سيستم ترمز ضدقفل، ديسك درايوهاى كامپيوتر، فرهاى مايكروويو، تلفن هاى همراه، سيستم پخش ديجيتال، محصولات دفاعى مدرن و تجهيزات پزشكى شناسايى كرد كه مثال هايى از تركيب حوزه هاى مهندسى مذكور است. در واقع، پيشرفت روزافزون علوم فناورى اطلاعات، الكترونيك به خصوص الكترونيك قدرت، ريزپردازنده ها و همچنين سيستم هاى هوشمند، به همراه نياز روزافزون به توليد محصولات صنعتى با كيفيت بهتر، هزينه كمتر و زمان توليد كوتاه تر، افق جديدى را در طراحى و ساخت محصولات الكترومكانيكى، به همراه آورده است. اين فناورى كه براساس تجميع مهندسى مكانيك، الكترونيك، كامپيوتر و سيستم هاى كنترل است، مكاترونيك ناميده مى شود. اين واژه تركيبى از دو بخش «مكا» مخفف مكانيسم و «ترونيك» مخفف الكترونيك است. واژه مكاترونيك براى اولين بار در اواخر دهه ۶۰ ميلادى توسط يك مهندس ژاپنى، كه در زمينه كنترل كامپيوترى موتورهاى الكتريكى در شركت ياسكاوا الكتريك تحقيق مى كرد معرفى شد. تاكنون تعريف هاى گوناگونى از مكاترونيك ارائه شده است كه مهمترين آن عبارت است از: «يك تركيب هم افزايانه از مهندسى مكانيك، الكترونيك، كامپيوتر، سيستم هاى كنترل و فناورى اطلاعات در طراحى و ساخت محصولات و فرآيندهاى صنعتى با دقت بالا». در واقع مكاترونيك يك تفكر جديد در طراحى و توليد محصولات صنعتى است كه به مهندسان اجازه مى دهد تا با يكپارچه سازى حوزه هاى تخصصى ياد شده، از اولين مراحل طراحى و توليد، به خلق محصولاتى با كيفيت بهتر، قابليت اعتماد بالاتر، هزينه كمتر و در زمان كوتاه تر، بينديشند.
عناصر اصلى يك سيستم مكاترونيكى عبارتند از فرآيند مكانيكى يا الكترومكانيكى، حسگرها، محركه ها، ريزپردازنده ها و نرم افزار كنترل كننده سيستم. در طراحى كلاسيك، اجزاى مختلف يك سيستم به طور جداگانه طراحى شده و سپس تجميع صورت مى گيرد ولى در مكاترونيك، اجزاى مكانيكى و الكتريكى به همراه استراتژى كنترلى از ابتدا به صورت يك سيستم يكپارچه در نظر گرفته مى شوند و اين به معناى مهندسى همزمان در طراحى است. نكته مهم در اينجا تفاوت مهندسى الكترومكانيك با مكاترونيك است. در مهندسى مكاترونيك، با آن كه عموماً با سيستم هاى الكترومكانيكى سروكار داريم، نكته اساسى در حاكميت همزمان بودن طراحى، يكپارچه سازى و حتى بهينه سازى است، در حالى كه مهندسى الكترومكانيك لزوماً اين معنا را نمى دهد. به عنوان مثال، در تفكر مكاترونيكى ديگر جايز نيست يك سيستم را از ابتدا طراحى كنيد بدون آنكه به استراتژى كنترلى آن انديشيده باشيد.

در اينجا ممكن است اين سئوال پيش بيايد كه منظور از يكپارچه سازى چيست؟ به طور كلى بايد گفت كه يكپارچه سازى در دو بعد مطرح است: طراحى و توليد. در مرحله طراحى اجزا، اگر هماهنگى با ساير اجزاى سيستم در نظر گرفته شود قطعاً نتايج بهترى در پى خواهد داشت. به طور كلى، روند طراحى مكاترونيكى با تحليل بازار و نيازهاى مشترى آغاز و سپس مشخصات مورد نياز محصول براساس تحليل هاى انجام شده، تعيين مى شود. با آغاز روند طراحى، مرزهاى بين حوزه هاى گوناگون مهندسى كم رنگ شده و يكپارچه سازى اين حوزه ها ضرورى مى نمايد چرا كه محدوديت ها و تصميم گيرى ها در يك حوزه در واقع تابعى است از محدوديت ها و تصميم گيرى ها در حوزه هاى ديگر. به عنوان مثال در بحث كنترل موتورهاى الكتريكى، امروزه ديگر براى كاهش زمان و هزينه توليد و بهبود كيفيت، طراحى موتور و درايو الكتريكى و كنترل كننده ديجيتال و حسگرها، همگى با هم در نظر گرفته مى شوند. يكى از مسائل صنعتى _ تحقيقاتى، روش هاى كنترل سرعت بدون استفاده از حسگرهاى سرعت، به منظور كاهش هزينه است، يعنى يك موتور الكتريكى را به يك مهندس كنترل مى دهند تا يك كنترل كننده سرعت بدون استفاده از حسگر سرعت، طراحى كند. كارهاى زيادى در اين زمينه انجام شده ولى بعد از مدت ها به اين نتيجه رسيده اند كه بهتر است از همان ابتدا، هنگام طراحى موتور الكتريكى، استراتژى كنترل بدون حسگر در نظر گرفته شود، يعنى موتور را طورى طراحى كنيم تا كنترل آن بدون حسگر خارجى تا حد زيادى آسان شود. واضح است كه اين يكپارچه سازى باعث كاهش هزينه و زمان توليد محصول صنعتى خواهد شد.
بعد ديگر يكپارچه سازى، در مرحله توليد است. شماى كلى يك سيستم كلاسيك الكترومكانيكى شامل فرآيند مكانيكى، محركه ها و حسگرها و همچنين پردازشگر اصلى است. در واقع الگوريتم كنترلى در پردازشگر اصلى اجرا مى شود. بسيارى از فرآيندهاى صنعتى كلاسيك در قالب فوق نمايش داده مى شوند.
در سيستم هاى مكاترونيكى، يكپارچه سازى اجزا در مرحله توليد، به دو روش انجام مى شود: يكپارچه سازى سخت افزارى و يكپارچه سازى نرم افزارى. در يكپارچه سازى سخت افزارى، فرآيند مكانيكى به همراه حسگرها، محركه ها و پردازشگرها، به عنوان يك سيستم جامع در نظر گرفته مى شوند. در اينجا معمولاً خود حسگرها و يا محركه ها داراى پردازشگرهاى محلى هستند كه عموماً به آنها حسگرها و يا محركه هاى هوشمند اطلاق مى شود. در اينجا اجزاى سيستم داراى ارتباطات محلى بوده كه اين ارتباطات، معمولاً از طريق خطوط ارتباطى باس يا به صورت بى سيم است.
در يكپارچه سازى نرم افزارى، يك سيستم نظارتى يا به عبارتى كنترل كننده مركزى، به منظور مديريت كل فرآيند، تشخيص خطا و بهينه سازى، بر كل سيستم نظارت مى كند كه در واقع به معناى پردازش اطلاعات در يك سطح بالاتر است. معمولاً اين سيستم نظارتى يك سيستم هوشمند است كه اين امر تصميم سازى براى بهبود عملكرد سيستم فيزيكى را قابل اجرا مى سازد. در اينجا مى توان به اين نكته پى برد كه يكى از دلايل منحصر به فرد بودن محصولات مكاترونيكى، به كارگيرى قدرت محاسباتى بالا در خلق سيستم هايى است كه داراى كيفيت و قابليت اعتماد بسيار بالا هستند.
• محصولات مكاترونيكى
فناورى مكاترونيك در بسيارى از زمينه ها كاربرد روزافزونى پيدا كرده است كه در اينجا به بعضى از آنها اشاره مى كنيم. در صنايع خودروسازى، استفاده از موتورهاى با كنترل الكترونيكى به جاى كنترل كننده سنتى آن يعنى كاربراتور، باعث بهبود عملكرد موتور و كاهش مصرف سوخت و آلودگى شده است. همچنين سيستم ترمزهاى ضدقفل، سيستم تهويه هواى اتوماتيك، فرمان هاى با كمك الكتريكى _ هيدروليكى، خودروهاى الكتريكى _ تركيبى و… از ديگر كاربردهاى فناورى مكاترونيك در صنايع خودروسازى هستند.
در زمينه محصولات صنعتى با مصارف خانگى، مى توان به ماشين هاى لباسشويى و يا خشك كن جديد اشاره كرد كه عملكرد آنها با استفاده از كنترل هوشمند به منظور مصرف بهينه انرژى، صرفه جويى در مصرف آب و همچنين افزايش كيفيت، بهبود فراوانى يافته است.
در محصولات صنعتى با كاربرد ادارى، مى توان به چاپگرها و اسكنرهاى ليزرى، دستگاه هاى كپى ديجيتال و يا ديسك درايوهاى جديد اشاره كرد كه از جمله محصولات مكاترونيكى هستند.
در زمينه صنايع دفاعى مى توان به سيستم هاى هدايت موشك و يا سلاح هاى هوشمند اشاره كرد. همچنين از ديگر محصولات مكاترونيكى، دوربين هاى خودتنظيم، ماشين هاى ابزار كامپيوترى و روبوت هاى صنعتى هستند كه تاثير فراوانى در كاهش هزينه و زمان توليد و بهبود كيفيت محصولات توليدى گذاشته اند.
• آموزش مكاترونيك
با توجه به گسترش نياز روزافزون صنعت به استخدام نيروهاى ماهر در مهندسى مكاترونيك، تربيت نيروى انسانى در اين زمينه بيش از پيش اهميت يافته است. نكته مهم و اساسى در آموزش مكاترونيك اين است كه يك مهندس مكاترونيك بايد داراى تخصص هاى چندحوزه اى باشد، بدين معنا كه تسلط به اصول اساسى مهندسى مكانيك، الكترونيك، كامپيوتر و كنترل، براى او ضرورى است چرا كه بايد قابليت طراحى در حوزه هاى مختلف و در نهايت تجميع و يكپارچه سازى اين حوزه ها را داشته باشد. هم اكنون در تعداد قابل توجهى از دانشكده هاى مهندسى برق و مكانيك در دنيا، گرايش مكاترونيك در سطوح كارشناسى و بالاتر ايجاد شده است.
هسته اصلى محتوى آموزشى مهندسى مكاترونيك، تركيبى از دروس اساسى گرايش هاى سيستم هاى كنترل، الكترونيك، كامپيوتر و مهندسى مكانيك است.

گذری کوتاه بر سیستم های انتقال نیروی اتوماتیک:

 سیستم های انتقال نیروی اتوماتیک یکی از پیچیده ترین قسمت های مکانیکی در اتومبیل های جدید است. یک سیستم انتقال نیروی اتوماتیک کامل، شامل بخش مکانیکی، هیدرولیکی، الکتریکی و کنترل کامپیوتری است که با هماهنگی بی نظیری عمل می کنند.
مقاله ای که می خوانید، چگونگی عملکرد این سیستم خارق العاده و نحوه ی تعمیر آن در صورت بروز اشکال را شرح می دهد.
این مقاله شامل 5 قسمت است:
1) سیستم انتقال نیرو چیست: این بخش به صورت کاملا ساده هدف از طراحی سیستم های انتقال نیرو را شرح می دهد.
2) اجزای سیستم انتقال نیرو: عمده ی مطالب مورد نیاز در مورد نحوه ی کارکرد یک سیستم انتتقال نیرو در این بخش مطرح می شود.
3) عیب یابی:در این قسمت نکات لازم جهت پی بردن به عیوب سیستم طرح می گردد.
4) نگهداری: اقدامات پیش گیرانه ی ملزوم در این بخش مطرح می شود.
5) تعمیرات سیستم: شرح تعمیرات کلی و جزیی سیستم های انتقال نیرو.
 
قابل ذکر است که مقصود عمده از سیستم انتقال نیرو، همان گیربکس (gear box) است؛ ولی یک سیستم انتقال نیرو اجزای دیگری نیز دارد که به تفضیل در مورد آن ها بحث خواهیم کرد.
گذری کوتاه بر سیستم های انتقال نیروی اتوماتیک:
 
سیستم های انتقال نیروی اتوماتیک یکی از پیچیده ترین قسمت های مکانیکی در اتومبیل های جدید است. یک سیستم انتقال نیروی اتوماتیک کامل، شامل بخش مکانیکی، هیدرولیکی، الکتریکی و کنترل کامپیوتری است که با هماهنگی بی نظیری عمل می کنند.
مقاله ای که می خوانید، چگونگی عملکرد این سیستم خارق العاده و نحوه ی تعمیر آن در صورت بروز اشکال را شرح می دهد.
این مقاله شامل 5 قسمت است:
1) سیستم انتقال نیرو چیست: این بخش به صورت کاملا ساده هدف از طراحی سیستم های انتقال نیرو را شرح می دهد.
2) اجزای سیستم انتقال نیرو: عمده ی مطالب مورد نیاز در مورد نحوه ی کارکرد یک سیستم انتتقال نیرو در این بخش مطرح می شود.
3) عیب یابی:در این قسمت نکات لازم جهت پی بردن به عیوب سیستم طرح می گردد.
4) نگهداری: اقدامات پیش گیرانه ی ملزوم در این بخش مطرح می شود.
5) تعمیرات سیستم: شرح تعمیرات کلی و جزیی سیستم های انتقال نیرو.
 

قابل ذکر است که مقصود عمده از سیستم انتقال نیرو، همان گیربکس (gear box) است؛ ولی یک سیستم انتقال نیرو اجزای دیگری نیز دارد که به تفضیل در مورد آن ها بحث خواهیم کرد.

 

 
 
 
 
 
 
بخش اول
سیستم انتقال نیرو چیست؟

سیستم انتقال نیرو مجموعه ای است که به انتهای موتور متصل است و قدرت موتور را به چرخ های محرک می رساند. هر اتومبیل در محدوده ی خاصی از دور موتور RPM (Reudution PER Minute) به حداکثر کارکرد خود می رسد. یک سیستم انتقال نیروی مناسب ضمن نگهداشتن دور موتور در این محدوده قدرت موتور را به چرخ های محرک انتقال می دهد تا اتومبیل به بهترین وجه رانده شود. این کار به وسیله ی ترکیب دنده ها و محورهای متعدد صورت می گیرد. زمانی که اتومبیل روی دنده ی یک است، دور موتور بسیار بالا تر از دور چرخ های محرک است. در حالی که در دنده های بالا موتور حتی در سرعت های بالا تر از 70 MPH (110km/h ) آزاد کار می کند. به غیر از دنده های جلو هر گیر بکس اتوماتیک دارای یک وضعیت خلاص است که سیستم انتقال نیرو را از چرخ های محرک جدا می کند. دنده ی عقب باعث می شود که چرخ های محرک در جهت معکوس گردش کنند که اجازه ی عقب رفتن به اتومبیل می دهد. در نهایت در این گیربکس ها یک وضعیت پارک (park position) نیز وجود دارد. در این وضعیت یک مکانیزم قفل کننده درون شفت اصلی وارد می شود و چرخ های محرک را قفل می کند تا آن ها را از چرخش باز دارد.

 

 
دو نوع سیستم انتقال نیرو وجود دارد:
1) دفرنسیال عقب (rear wheel drive)
2) دفرنسیال جلو(front wheel drive)
در اتومبیل های دیفرانسیل عقب سیستم انتقال نیرو معمولا پشت موتور ، زیر برآمدگی وسط کف اتومبیل در امتداد پدال گاز سوار می شود. برای اتصال محور محرک که عقب اتومبیل قرار دارد به سیستم انتقال قدرت از یک میل گردان (drive shaft) استفاده می شود تا قدرت را به محور انتقال دهد. شار قدرت در این سیستم ها ساده است؛ به صورتی که قدرت به صورت مستقیم از اتومبیل به مبدل گشتاور (torque converter) و سپس سیستم انتقال قدرت و میل گردان(drive shaft)منتقل می شود تا جایی که به محور محرک (final drive) برسد و در آن جا تقسیم شده و به دو چرخ فرستاده می شود.
در یک اتومبیل دیفرانسیل جلو ، سیستم انتقال قدرت و محور جلو با هم ترکیب شده و قطعه ای به نام ترانس اکسل (transaxle) ساخته می شود. در اتومبیل های دیرانسیل جلو موتور اصولا به صورت عرضی سوار می شود و اکسل در پایین، جلوی موتور قرار دارد. محور های جلو مستقیما به اکسل متصلند و نیروی رانشی چرخ ها را فراهم می کند. در چنین ساختاری شار قدرت از موتور به سمت مبدل گشتاور جاری می شود و سپس توسط سلسله شاره گر هایی پس از تغییر جهت °180 به سمت سیستم انتقال نیرو که در کنار موتور است می رود. در این قسمت قدرت از طریق سیستم انتقال قدرت مستقیما به محور محرک فرستاده می شود و پس از تقسیم به چرخ ها منتقل می شود.
چینش های دیگری در اتومبیل های دیفرانسیل جلو که موتور آن ها به صورت طولی قرار می گیرد، وجود دارد. همچنین خودرو هایی موجود است که هر دو محور عقب و جلو در آن ها محور محرک است؛ اما دو سیستم فوق الذکر معمول ترین چینش های انتقال قدرت هستند. از جمله ی دیگر چینش ها می توان به مدلی اشاره کرد که موتور، سیستم انتقال و تبدیل نیرو و محور محرک همگی در قسمت عقب ماشین قرار دارند. این چینش یشتر در ماشین های پورشه(Porsche) معمول است.
 
پایان قسمت اول
 

 

بخش دوم:

 
اجزای سیستم انتقال نیرو:
سیستم های انتقال نیروی اتوماتیک مدرن از قطعات بی شماری تشکیل شده اند که همه به صورت یک سیستم مکانیکی، هیدرولیکی، الکترونیکی هوشمند کار می کنند. این تکنولوژی در طول سال های گذشته توسط افراد مستعد رشد و نمو داشته است. در این جا با توضیحات ساده و به دور از پیچیدگی های خاص به شرح کار می پردازیم. برای تصور کردن نحوه ی کار قطعات باید در تصور خود آن ها را مجسم کنید.
قطعات اصلی تشکیل دهنده ی یک سیستم انتقال نیروی اتوماتیک عبارت اند از:
a) گروه دنده های سیارکی (setplanetary gear): سیستم هایی مکانیکی اند که نسبت دور موتور و چرخ ها را تنظیم می کنند.
b) سیستم هیدرولیکی (hydraulic system) که با فشار روغن را توسط پمپ روغن از طریق محفظه ی سوپاپ به گیربکس می فرستد تا کلاچ ها و رشته ها عمل کنند و در نتیجه گروه دنده های سیارکی کنترل می شوند.
c) آب بند ها و واشرها (seals & gaskets) که برای جلوگیری از نشت روغن پر فشار استفاده می شوند.
d) مبدل گشتاور پیچشی (torque Converter) که شبیه به یک کلاچ عمل می کند و به اتومبیل در حالی که در دنده است و موتور در حال گردش با دور بالاست ، اجازه ی ایست یا کم کردن سرعت می دهد.
e) گاورنور ((governor و تعدیل کننده (modulator) که سرعت اتوموبیل ، وضعیت پدال گاز را کنترل می کند تا زمان تعویض دنده را محاسبه کند. در ماشین های جدید تر تعویض دنده توسط کامپیوتر کنترل می شود. کامپیوتر از بوبین های کوچک برای ارسال روغن در زمان مناسب به جزء مناسب برای تعویض دنده استفاده می کند.

 
یک سیستم انتقال نیروی اتوماتیک تعداد زیادی ترکیب بندی چرخ دنده های مختلف را دربر دارد. در یک گیربکس دستی ضمن حرکت دسته دنده توسط راننده چرخ دنده هایی با اندازه های مختلف حول محور اصلی گردش می کنند و با آن درگیر می شوند تا نسبت گردشی درست ایجاد شود. در یک گیربکس اتوماتیک دنده در جای خود ثابت و همواره در حال کار هستند، اما نسبت گردشی درست توسط دنده های سیارکی ایجاد می شود.
یک گروه دنده ی سیارکی از یک دنده ی خورشیدی (sun gear)، یک دنده ی حلقه ای (ring gear) و دو یا بیشتر دنده ی سیاره ای (planet gear) که همگی با هم درگیر هستند، تشکیل می شود. دنده های سیاره ای توسط یک صفحه ی گردشی حامل به هم متصل اند و به هرز دنده های متصل به شفت (pinions) اجازه ی گردش می دهند.
یکی ازحالات عملکرد این سیستم این است که دنده ی حلقه ای را به ورودی موتور و صفحه ی گردش حامل را به محور خروجی متصل کنیم و دنده ی خورشیدی را در مکانش قفل کنیم تا بچرخد. به این ترتیب هنگامی که دنده ی حلقه ای شروع به چرخش می کند، دنده های سیاره ای روی محیط بیرونی دنده ی خورشیدی شروع به حرکت می کنند و محور خروجی در همان سمت گردش موتور با دوری کمتر شروع به چرخش می کند. (دنده ی سنگین)
اگر در حالت بالا دنده ی خورشیدی را رها کنیم و دنده های سیاره ای را قفل کنیم تا بچرخند ضمن گردش شفت ورودی، شفت خروجی با همان سرعت و در همان جهت شروع به گردش می کند. (دنده ی سبک)
حال اگر صفحه ی گردان را قفل کنیم ودنده های سیاره ای را آزاد کنیم و دنده ی حلقه ای را بچرخانیم، دنده ی خورشیدی شروع به چرخش در جهت مخالف شفت ورودی می کند. (دنده ی عقب)
تصویر سمت راست سیستم ساده ی شرح داده شده را نشان می دهد. شفت ورودی به دنده ی حلقه ای (آبی) متصل است؛ شفت خروجی به صفحه ی گردان (سبز) که به یک کلاج چند دیسکی وصل است، متصل است. دنده ی خورشیدی به یک دیسک گردان (زرد) متصل است که به نیمه ی دیگر کلاج متصل است. اطراف این صفحه ی گردان (زرد) یک ورقه ی استوانه ای قرمز وجود دارد که در می تواند دور صفحه کیپ شده و مانع چرخش آن و دنده ی خورشیدی شود.
 
 

در این مثال کلاچ صفحه ی دوار و دنده ی خورشیدی را به هم قفل می کند تا با سرعت یکسان گردش کنند. اگر کلاچ و بند هر دو رها شوند، سیستم در وضعیت خلاص خواهد بود. چرخش شفت ورودی چرخ دنده های سیاره ای را نسبت به چرخ دنده ی خورشیدی می چرخاند. ولی از آن جا که دنده ی خورشیدی قفل نشده، آزادانه می گردد وتاثیری بر شفت خروجی ندارد. برای قرار دادن سیستم در دنده ی یک، باند چرخ دنده ی خورشیدی را از حرکت باز می دارد. برای تعویض دنده به دنده های بالاتر باند رها می شود و کلاچ باعث می شود محور و شفت ورودی و خروجی با سرعت یکسان دوران کنند.

در سیستم های انتقال نیروی جدیدتر ترکیبات مختلفی از دنده های سیاره ای برای ایجاد کارکرد بهتر به کار گرفته می شود.
 
بسیاری از چینش دنده ها به صورت چهار، پنج، شش، هفت و حتی هشت تایی اتوماتیک به قدری پیچیده است که درک شار قدرت در حین تعویض دنده ها و بالا رفتن سرعت و نحوه ی انتقال آن برای افراد خبره هم بسیار مشکل است. در اتومبیل های دهه ی 80 و بعد از آن کامپیوترها ماشین را کنترل، و مونیتر سیستم انتقال نیرو را به عهده گرفته اند که درک کارکرد این سیستم پیچیده بسیار مشکل است.
 
 
سیستم کلاچ(clutch packs):

یک کلاچ از دیسک های قابل تعویض که درون یک پوشش استوانه ای قرار دارند، ساخته می شود. نیمی از دیسک ها فلزی هستند و زبانه های آن ها برخارهای داخل پوشش استوانه ای (drum) منطبق می شود. نیم دیگر دیسک ها موادی با ضریب اصطکاک بالا روی سطح خود دارند و زبانه های آن ها بر خارهای خارجی برآمدگی وسط درام منطبق می شود. پیستونی درون درام وجود دارد که توسط فشار روغن فعال می شود و در زمان مقتضی صفحات کلاچ را به هم فشرده می کند تا در هم قفل شوند و دو قطعه به صورت واحد با هم به گردش درآیند.

 

 
 
کلاچ تک سو(one-way clutch):
کلاچ تک سو [کلاچ خاری هم خوانده می شود](sprag clutch) دستگاهی است که مثل رکاب دوچرخه عمل می کند. وقتی به سمت جلو رکاب بزنید، دوچرخه حرکت می کند و وقتی به سمت عقب پدال بزنید، رکاب هرز می چرخد.

عموما در دنده ی یک زمانی که دسته ی دنده در حالت درایو (D) است، از کلاچ تک سو استفاده می شود. زمان شروع حرکت اگر گاز را رها کنید، در تومبیل های گیربکس اتوماتیک، اتومبیل به صورت خلاص به حرکت ادامه می دهد. ولی در اتومبیل های با گیربکس دستی ، سرعت به طور محسوسی افت می کند.این نتیجه ی به کارگیری کلاج تک سو به جای کلاچ معمولی است.

 

 
 
باند ها (bands):

باند تسمه ای است که سطح آن با ماده ای با ضریب اصطکاک بالا اندود شده است. یک سمت آن به بدنه ی گیربکس مهار شده و سمت دیگر آن به یک تقویت کننده ی جریان روغن (servo) متصل است. در زمان مقتضی روغن تحت فشار به سروو فرستاده می شود تا باند را بر سطح درام محکم کند و مانع گردش آن شود.

 

 
مبدل گشتاور پیچشی(torque Converter):

در گیربکس های اتوماتیک مبدل گشتاور قسمتی از وظیفه کلاچ را به عهده گرفته است. این سیستم به راننده اجازه می دهد که در حالی که اتومبیل متحرک و در دنده است، بدون افت ناگهانی دور موتور توقف کند. اصو کارکرد مبدل گشتاور همانند دو پنکه است که یکی از آن ها متصل به برق است و در حال دمش هوا در پنکه ی دیگر است. اگر یکی از پره های پنکه ی دوم را با دست بگیرید، متوقف می شود و پس از رها کردن سرعت می گیرد تا تقریبا معادل سرعت پنکه ی دوم شود. تنها تفاوت موجود در مبدل گشتاور و پنکه این است که مبدل گشتاور برای دقت بیشتر از جریان روغن به جای جریان هوا استفاده می کند.
}
مبدل گشتاور قطعه ی کلوچه شکلی است به قطر 10 تا 15 اینچ که بین موتور و سیستم انتقال نیرو قرار می گیرد و شامل 3 عنصر داخلی است که با هم کار می کنند تا نیروی موتور را به سیستم انتقال قدرت برسانند. این سه قسمت پمپ (pump)، توربین (turbine) و هسته (stator) هستند. پمپ روغن مستقیما به محفظه ی مبدل و از سمت دیگر به میل لنگ متصل است و با دوری برابر با دور موتور در گردش است. توربین درون محفظه ی مبدل قرار دارد و مستقیما به ورودی سیستم انتقال نیرو متصل است که قدرت لازم برای حرکت وسیله ی نقلیه را فراهم می کند. استاتور به یک کاج تک سو متصل است ، بنا براین می تواند آزادانه در یک سو حرکت کند؛ ولی نمی تواند به سمت دیگر گردش کند. هر سه قطعه دارای پره ها و روزنه هایی هستند تا جریان روغن درون مبدل به درستی به گردش در آید.
زمانی که موتور در گردش است، جریان روغن با فشار وارد محفظه ی مبدل که در حال گردش با سرعت موتور است، می شود و تحت نیروی گریز از مرکز به دیواره های محفظه فشرده می شود. سپس به توربین برخورد می کند و باعث گردش آن می شود.روغن به حرکت چرخشی خود ادامه می دهد تا در مرکز توربین به استاتور می رسد و وارد آن می شود.در صورتی که دور توربین به صورت قابل ملاحظه ای آرام تر از دور پمپ باشد، روغن با پره های جلوی استاتور تماس می یابد و آن را به سمت کلاج تک سو می فشارد و با در گیر شدن کلاچ مانع از حرکت استاتور می شود. استاتور ثابت جریان روغن را توسط پره هایی با زاویه ای به پمپ برمی گرداند که باعث افزایش گشتاور می شود. زمانی که سرعت گردش توربین با پمپ برابر شود، شار روغن ضمن برخورد با پره های استاتور موجب گردش آن در جهت موافق پمپ و توربین می شود. با افزایش سرعت اتومبیل هر سه عنصر با سرعتی برابر به گردش در می آیند.

از دهه ی 80 میلادی به بعد به منظور صرفه جویی در مصرف سوخت یک کلاچ قفل کننده (luck up clutch) به ساختار مبدل های گشتاور اضافه شده که در سرعت های بالاتر از MPH45-50توربین و پمپ را به هم قفل می کند. این کلاچ توسط کامپیوتر کنترل می شود و اصولا در دنده های 3 به بالا فعال می گردد.

 

 
سیستم هیدرولیک:
سیستم هیدرولیک مجموعه ای از لوله ها و گذرگاه های پیچیده است که جریان روغن تحت فشار را به اجزای سیستم انتقال نیرو می رساند. عکسی که مشاهده می کنید، دیاگرام یک سیستم هیدرولیک مربوط به یک گیربکس 3 دنده از دهه ی 60 است. سیستم های جدید تر بسیار پیچیده اند و با المان های الکتریکی و کنترل کامپیوتری تلفیق شده اند. جریان روغن کارهای زیادی از جمله کنترل دنده، روان کاری و خنک کاری در سیستم انتقال نیرو انجام می دهد. برعکس موتور که وظیفه ی روغن در آن فقط روان کاری است.در یک سیستم انتقال نیرو همه ی کارها به روغن تحت فشار وابسته است. کوچک ترین چکه و نشتی روغن می تواند برای سیستم مهلک باشد.همانند هر سیستم دیگر، یک سیستم انتقال نیرو برای عملکرد نرمال نیاز به دمای مناسب دارد. برای خنک کاری سیستم مقداری از روغن توسط لوله های فلزی به درون رادیاتور هدایت می شود و پس از تعدیل دما به سیستم باز گردانده می شود. یک سیستم انتقال نیروی معمولی حدود 10 لیتر روغن در اجزای مختلف دارد. بیشتر اجزای یک سیستم انتقال نیرو همواره در روغن قرار دارند. از جمله کلاچ و باند و تنها زمانی به درستی کار می کنند که در روغن غوطه ور باشند.
 
پمپ روغن:

پمپ روغن وظیفه دارد که فشار مورد نیاز برای کارکرد سیستم را فراهم کند. پمپ روغن جلوی سیستم سوار می شود و به بدنه ی مبدل گشتاور متصل است. از آنجا که بدنه ی مبدل گشتاور به میل لنگ متصل است، هرگاه موتور در حال کار باشد، پمپ روغن نیز فشار مورد نیاز را ایجاد خواهد کرد. روغن پس از گذشتن از فیلتری که زیر محفظه ی روغن قرار دارد، وارد پمپ می شود. با فشار به رگلاتور فشار و از آنجا به سایر قطعات فرستاده می شود.

 

 
محفظه ی سوپاپ ها (valve body):

محفظه ی سوپاپ ها مرکز کنترل یک سیستم انتقال نیروی اتوماتیک است که شامل شیرهای تودرتویی است که روغن تحت فشار را به سمت سوپاپ ها هدایت می کند. هر سوپاپ کلاچ یا تقویت کننده ی باند خاصی را فعال می کند تا دنده به درستی و نرمی تعویض شود. هر سوپاپ از این مجموعه کارکرد خاصی دارد و با توجه به آن نامگذاری می شود. برای مثال سوپاپ دنده ی 3-2 عملیات تعویض دنده از 2 به 3 را فعال می کند و سوپاپ زمان بندی 2-3 زمان تعویض معکوس دنده از 3 به 2 را معین می کند. بیشتر سوپاپ های مهم و سوپاپ هایی که راننده کنترل مستقیم بر آن ها دارد، سوپاپ دستی نامیده می شوند. سوپاپ های دستی مستقیما به دسته ی دنده متصل اند و دریچه های مختلفی را با توجه به وضعیت دسته ی دنده، باز یا بسته می کنند. برای مثال در حالتی که دسته ی دنده در حالت راندن (D) قرار می گیرد، سوپاپ دستی جریان روغن را به سمت کلاچ هدایت می کند و موجب فعال شدن دنده ی یک می شود. در سیستم هایی که دارای کنترل کامپیوتری هستند، از سوییچ ها و سوپاپ های الکترو مغناطیسی مخصوص (solenoid valve) که درون محفظه ی سوپاپ ها سوار می شود، استفاده می کنند که باعث تعویض دقیق تر دنده می شود.

 

 
کنترل کامپیوتری:
کامپیوتر از سنسور های خاصی که در موتور و سیستم انتقال قدرت تعبیه شده، استفاده می کند تا اطلاعاتی مثل وضعیت پدال گاز و ترمز، سرعت، دور موتور و بار اعمال شده بر اتومبیل را به دست آورد و سپس آن ها را تحلیل می کند و سیگنال های الکتریکی به سوِییچ های الکترو مغناطیس ارسال می کند. این سوییچ ها، سوپاپ ها و دریچه ها را کنترل می کنند و جریان روغن را به محل مشخص ارسال می کنند. محفظه ی سوییچ های الکترو مغناطیس (solenoid pack) از تعداد زیادی سوییچ و سوپاپ و المان های الکتریکی تشکیل می شود. سیستم های انتقال نیروی اتوماتیک به مرور زمان نحوه رانندگی شما را فرا می گیرند و خود را به آن وفق می دهند و دنده ها را دقیقا به همان صورت که مطابق میل شماست تعویض می کنند. امروزه مدل های اسپورت قابلیت تعویض دنده ی دستی را حفظ کرده اند. برای مثال در مدل هایی پس از قرار دادن دسته ی دنده در حالت خاص و حرکت دادن به سمت جلو و عقب برای سبک یا سنگین کردن دنده می توان دنده را به صورت دستی کنترل کرد. البته کامپیوتر ها عملکرد راننده را تحت نظر می گیرند تا با انتخاب دنده ی نامناسب صدمه ای به موتور یا سیستم انتقال نیرو وارد نسازد. قابلیت دیگر این سیستم های هوشمند، تشخیص خودکار عیوب و نشان دادن آن با علایم خاص به راننده است تا از بروز مشکل جلوگیری به عمل آید.
گاورنور(governor)، تعدیل کننده ی مکشیvacuum modulator))، سیم گاز(throttle cable):
این سه عنصر در سیستم های غیر کامپیوتری بسیار مهم اند. این گروه زمان بندی مناسب برای تعویض دنده را انجام می دهند. گاورنور به حور خروجی متصل می شود و فشار روغن را با توجه به سرعت اتومبیل تنظیم می کند؛ البته سرعت تنها عامل مؤثر در تعویض دنده نیست.بار اعمال شده به موتور نیز بسیار مهم است. هرچه وزن اتومبیل بیشتر باشد، دوره های تعویض دنده طولانی تر است.
دو نوع دستگاه وجود دارد که بار اعمال شده بر موتور را اندازه گیری می کند. یکی سیم گاز و دیگری تعدیل کننده ی مکشی. اصولا یکی از این دستگاه ها برای اندازه گیری بار اعمال شده بر موتور در سیستم های غیر کامپیوتری استفاده می شود.
سیم گاز مکان پدال گاز را مشخص می کند. این سیم به یکی از سوپاپ های محفظه ی سوپاپ متصل است.
تعدیل کننده ی مکشی، میزان مکش هوا توسط موتور را توسط یک شیلنگ که به موتور متصل است اندازه گیری می کند. هرچه میزان بار اعمال شده بیشتر باشد، میزان مکش هوا کمتر خواهد بود. تعدیل کننده به بدنه ی خارجی سیستم انتقال نیرو متصل است و توسط محوری سوپاپ گاز را کنترل می کند. زمانی که موتور تحت فشار زیادی نباشد، جریان شدید هوا باعث می شود تعدیل کننده سوپاپ را در جهتی حرکت دهد که دنده سریع تر و نرم تر تعویض شود. با افزایش بار مکش کاهش می یابد و سوپاپ در جهتی حرکت می کند که دنده دیرتر و محکم تر تعویض می شود.
 
آب بندها(seals) و واشرها(gaskets):
یک سیستم انتقال قدرت آب بند ها و واشرهای زیادی دارد که مانع از نشت روغن به بیرون می شوند. دو آب بند اصلی وجود دارد: آب بند جلو و آب بند عقب. آب بند جلویی مکان اتصال مبدل گشتاور به گیربکس را آب بندی می کند. آب بند پشتی مانع از چکه کردن روغن از کنار شفت می شود. آب بند ها معمولا از لاستیک های جاذب ساخته می شوند و مانع از چکه کردن روغن از کنار قطعات متحرک مثلا یک شفت دوار می شوند.
واشر ها اصولا دو قطعه ی ثابت را که به هم متصل شده اند، در محل اتصال آب بندی می کنند. واشر ها اصولا از کاغذ، چوب پنبه، لاستیک، سیلیکون یا فلزات نرم ساخته می شوند.
به غیر از آب بند های اصلی که در تمام سیستم های انتقال نیرو وجود دارند، آب بند ها و واشر های متعددی وجود دارند که از نوعی به نوع دیگر متفاوت اند. آب بند ها هر جا که چیزی وارد سیستم شده یا از آن خارج شده وامکان چکه با نشت وجود دارد مورد نیازند.
 
 
بخش سوم:
 
عیب یابی:
- مراقب چکه ها و لکه های زیر ماشین باشید.
اگر ماشین شما به طور مداوم چکه می کند، باید توسط تکنسین چک شود تا معلوم شود که از سیستم انتقال نیرو است یا سیستم هدایت و زمان. (خیلی از سیستم های هدایت و فرمان از همان روغن هیدرولیک استفاده می کنند که در گیربکس استفاده می شود ومکان قرارگیری این دو در اتومبیل بسیار نزدیک به هم است.) اگر تعداد چکه ها کم است، می توانید تعمیرات را کمی به تعویق بیندازید. (در این زمان مدام سطح روغن را چک کنید و برای اطمینان بیشتر با تکنسین خود صحبت کنید.) در صورتی که روغن از سطح کمینه ی آن پایین تر شود، صدمات جدی به سیستم وارد می شود.
 
- رنگ و بوی روغن را چک کنید.
اکثر تولید کنندگان اتومبیل توصیه می کنند که چک کردن روغن موتور هنگامی انجام شود که اتومبیل روی سطح صاف و در حال کار است. در این حالت شاخص را بیرون بکشید و رنگ و بوی روغن را چک کنید. روغن گیربکس شفاف و قرمز رنگ است؛ مثل شربت غلیظ گیلاس. در صورتی که روغن تیره و آلوده است یا بوی سوختگی می دهد، باید پس از مشورت با تکنسین در صورت لزوم تخلیه و مجددا پر شود.
- به صداها و لرزش ها حساس باشید.
در سیستم های جدید، تعویض دنده آرام و نرم انجام می شود. در سرعت و شتاب بالا تعویض دنده باید سریع و محکم انجام شود. در صورتی که تعویض دنده نا مرتب انجام شود یا هنگام تعویض دنده صدا ایجاد شود، باید سریعا اتومبیل را چک کرد. صدای زوزه ای که از کف اتومبیل شنیده شود نیز زنگ خطری جدی است. در صورتی که امکان تعمیرات ندارید، می توانید از یک تکنسین نکاتی برای به تعویق انداختن تعمیرات یاد بگیرید. بسیاری از مشکلات در صورتی که سریعا اقدام کنید، با هزینه ای پایین قابل رفع است و نیاز به تعمیرات اساسی وجود ندارد.
 
 
بخش چهارم:
 
نگهداری:
روغن کل سیستم باید به صورت دوره ای تعویض شود. دفترچه ی راهنما فاصله ی مناسب بین هر تعویض را مشخص می کند. این مسافت بین 15000 تا 100000 مایل متغیر است. بسیاری از مطلعین توصیه می کنند روغن و فیلتر آن هر 25000 مایل تعویض شود.
تعداد معدودی از سیستم های انتقال قدرت دارای دریچه ی تخلیه ی روغن هستند. تکنسین ها به منظور تخلیه ی روغن، محفظه ی روغن را باز می کنند. این کار بسیار سخت و کثیف است؛ بنابراین عموما توسط تکنسین ها انجام می شود و مالکین خودرو ها، خود این کار را انجام نمی دهند. حتی اگر دریچه ی روغن وجود داشته باشد، تنها راه عوض کردن فیلتر روغن، باز کردن محفظه ی روغن است. باز کردن محفظه ی روغن و جدا کردن آن از سیستم، باعث می شود تکنسین با تسلط کامل سیستم را به منظور یافتن هر نوع خوردگی و ساییدگی فلزات که نشان دهنده ی مشکلات قریب الوقوع است، چک کند.
پس از چک شدن سیستم، حتما از روغن مناسب برای پر کردن محفظه استفاده کنید. هر سیستم با نوع خاصی از روغن سازگار است. قطعات سیستم برای کار کردن با نوع خاصی روغن ساخته شده وفرمول خاص روغن، ضامن عملکرد درست سیستم است. اتومبیل های شرکتGM از روغن Dexron، اتومبیل های Ford، ساخت سال 1983 و قبل از تیپ F و مدل های جدید Chrysler از روغن ATF+3یا ATF+4 استفاده می کنند. ( بیشتر مشکلاتی که در سیستم انتقال قدرت اتومبیل های Chrysler به وجود می آید، حاصل استفاده از روغن نامناسب است.) Toyota از روغن تیپ T استفاده می کند. (این روغن فقط در بخش فروش Toyota، Lexus یافت می شود.) Honda نیز فقط از فرمول خاص خودش که فقط در بخش فروش Honda, Acura موجود است ، استفاده می کند. سیستم های انتقال قدرت در صورت استفاده کردن از روغن نامناسب دچار لرزش و هرزگردی می شوند که بسیار مضر است. بنابرین فقط از روغن خاص که در دفترچه ی اتومبیل یا روغن هایی مشخصات منطبق با آن استفاده کنید.
 
پایان بخش چهارم:
 
بخش پنجم:
 
تعمیرات سیستم:
 
تنظیم و تعمیرات جزیی:
خیلی از مشکات سیستم ها با یک تنظیم ساده به کلی حل می شوند. (تنظیم و تعمیرات ساده بدون پیاده کردن سیستم انتقال نیرو از اتومبیل انجام می شود.) گاهی اوقات تعمیرات جزیی مشکلات بزرگی را رفع می کند.
در اتومبیل هایی که سیستم انتقال نیروی آن ها اتوماتیک کامپیوتری است، (اتومبیل های دهه ی 90 به بعد) عملکرد نادرست سیستم انتقال نیرو اصولا به علت عدم سیگنال دهی درست توسط کامپیوتر، خطای سنسور ها، قطع شدن ارتباطات الکترونیکی، سوییچ های الکترو مغناطیسی غیر مؤثر و... است که بدون پیاده کردن سیستم و با هزینه ای جزیی قابل رفع شدن است.
در سیستم های غیر کامپیوتری در صورتی که دنده ها به موقع تعویض نشوند، باید با استفاده از پیچ، سیم گاز را رگلاژ کرد.سیم گاز به ندرت خود به خود از تنظیم خارج می شود و یا فرسوده و پاره می شود. به هم خوردن تنظیم سیم گاز حاصل انجام تعمیرات یا تصادفات و ضربات احتمالی است. در صورتی که اتومبیل به جای سیم گاز از مکنده ی هوا استفاده می کند، می توان در مدل هایی که دارای پیچ تنظیم هستند، از آن استفاده کرد. هیچ روزنه ی اضافی نباید در عمل مکش دخیل گردد و موتور باید کاملا تنظیم باشد. به دلیل حساسیت مکنده ی هوا به وضعیت کاری موتور، بسیاری از تکنسین ها برای تنظیم مکنده از فشارسنج های مکشی استفاده می کنند. بسیاری از مشکلات پس از یک تنظیم ساده از بین می روند و کارکرد موتور بهبود می یابد.
در دسته ی دیگری از سیستم ها باید باند ها را تنظیم کرد تا ریپ زدن اتومبیل حل شود. (ریپ زدن، بالا و پایین شدن دور موتور در هنگام تعویض دنده است.) هیچ نوع تنظیم خاصی برای کلاچ وجود ندارد.
 
 
آب بندی مجدد:
در صورت نشت روغن از سیستم باید مکان نشت روغن را مجددا توسط آب بند یا واشر مربوط به آن آب بندی کرد. در بسیاری از موارد بدون پیاده کردن سیستم، آب بندی قابل انجام است؛ ولی در بعضی از موارد که دسترسیبنا به موقعیت ممکن نیست، باید سیستم را از ماشین پیاده کرد.
تعویض قطعات:
بسیاری از قطعات سیستم بدون نیاز به پیاده کردن کامل سیستم و تنها پس از باز کردن محفظه ی روغن قابل دسترسی و تعویض است. قطعاتی که به این صورت قابل تعویض اند،از سیستمی به سیستم دیگر متفاوت است. البته تکنسین ها اصولا با این نوع تعویض ها موافق نیستند و تضمینی برای کارکرد طولانی مدت سیستم نمی دهند، چون ممکن است مشکلاتی در قطعات داخلی وجود داشته باشد که تنها با پیاده و باز کردن کامل سیستم قابل مشاهده و رفع باشد.
 
تعمیر اساسی:

در طی یک تعمیر اساسی کل سیستم انتقال قدرت از ماشین پیاده شده و به صورت قطعه به قطعه باز می شود. قطعات را روی یک میز می چینند.هر قطعه را به صورت جداگانه کاملا تمیز می کنند. سپس به بررسی قطعه می پردازند و در صورت لزوم قطعه را تعویض می کنند. قطعات ماشین مثل باندها و کلاچ و تمام واشرها و آب بند ها را تعویض می کنند. اصولا مبدل گشتاور را تعویض می کنند. در صورتی که قطعات بهتر و جدیدتری موجود باشند که عمل کرد سیستم را بهبود بخشند، از آن ها استفاده می کنند تا عیوب و نقص ها تا حد امکان کاهش یابد. سپس مجددا سیستم را روی اتومبیل سوار می کنند. روش دیگر، تعویض سیستم با یک سیستم از قبل تعمیر شده است. این روش زمان بسیار کمی احتیاج دارد؛ اما ممکن است مشکلاتی به همراه داشته باشد. سیستمی که روی ماشین سوار می شود، ممکن است اختلافات زیادی با سیستم اورجینال ماشین داشته باشد و بنا به موتور، اکسل، سایز و غیره سیستم جدید ممکن است زمان بندی مناسب تعویض دنده را بر هم بزند یا سرعت را به صورت نادرست به شما نشان دهد. حتی ممکن است به کلی کارکرد اتومبیل را مختل کند. در صورت امکان از تکنسین بخواهید به جای تعویض سیستم، سیستم خودتان را تعمیر و مجددا روی اتومبیل سوار کند.

مقدمه اي بر سيستمهاي هيدروليک و نيوماتيک


امروزه در بسياري از فرآيندهاي صنعتي ، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزينه و با دقت زياد مورد نظر است در همين راستا بکارگيري سيال تحت فشار در انتقال و کنترل قدرت در تمام شاخه هاي صنعت رو به گسترش است. استفاده از قدرت سيال به دو شاخه مهم هيدروليک و نيوماتيک ( که جديدتر است ) تقسيم ميشود.
از نيوماتيک در مواردي که نيروهاي نسبتا پايين (حدود يک تن) و سرعت هاي حرکتي بالا مورد نياز باشد (مانند سيستمهايي که در قسمتهاي محرک رباتها بکار مي روند) استفاده ميکنند در صورتيکه کاربردهاي سيستمهاي هيدروليک عمدتا در مواردي است که قدرتهاي بالا و سرعت هاي کنترل شده دقيق مورد نظر باشد(مانند جک هاي هيدروليک ، ترمز و فرمان هيدروليک و...).
حال اين سوال پيش ميايد که مزاياي يک سيستم هيدروليک يا نيوماتيک نسبت به ساير سيستمهاي مکانيکي يا الکتريکي چيست؟در جواب مي توان به موارد زير اشاره کرد:

1.طراحي ساده 2.قابليت افزايش نيرو 3. سادگي و دقت کنترل
4. انعطاف پذيري 5. راندمان بالا 6.اطمينان

در سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک نسبت به ساير سيستمهاي مکانيکي قطعات محرک کمتري وجود دارد و ميتوان در هر نقطه به حرکتهاي خطي يا دوراني با قدرت بالا و کنترل مناسب دست يافت ، چون انتقال قدرت توسط جريان سيال پر فشار در خطوط انتقال (لوله ها و شيلنگ ها) صورت ميگيرد ولي در سيستمهاي مکانيکي ديگر براي انتقال قدرت از اجزايي مانند بادامک ، چرخ دنده ، گاردان ، اهرم ، کلاچ و... استفاده ميکنند.
در اين سيستمها ميتوان با اعمال نيروي کم به نيروي بالا و دقيق دست يافت همچنين ميتوان نيرو هاي بزرگ خروجي را با اعمال نيروي کمي (مانند بازو بسته کردن شيرها و ...) کنترل نمود.
استفاده از شيلنگ هاي انعطاف پذير ، سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک را به سيستمهاي انعطاف پذيري تبديل ميکند که در آنها از محدوديتهاي مکاني که براي نصب سيستمهاي ديگر به چشم مي خورد خبري نيست. سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک به خاطر اصطکاک کم و هزينه پايين از راندمان بالايي برخوردار هستند همچنين با استفاده از شيرهاي اطمينان و سوئيچهاي فشاري و حرارتي ميتوان سيستمي مقاوم در برابر بارهاي ناگهاني ، حرارت يا فشار بيش از حد ساخت که نشان از اطمينان بالاي اين سيستمها دارد.
اکنون که به مزاياي سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک پي برديم به توضيح ساده اي در مورد طرز کار اين سيستمها خواهيم پرداخت.
براي انتقال قدرت به يک سيال تحت فشار (تراکم پذير يا تراکم ناپذير) احتياج داريم که توسط پمپ هاي هيدروليک ميتوان نيروي مکانيکي را تبديل به قدرت سيال تحت فشار نمود. مرحله بعد انتقال نيرو به نقطه دلخواه است که اين وظيفه را لوله ها، شيلنگ ها و بست ها به عهده ميگيرند .
بعد از کنترل فشار و تعيين جهت جريان توسط شيرها سيال تحت فشار به سمت عملگرها (سيلندرها يا موتور هاي هيدروليک ) هدايت ميشوند تا قدرت سيال به نيروي مکانيکي مورد نياز(به صورت خطي يا دوراني ) تبديل شود. اساس کار تمام سيستم هاي هيدروليکي و نيوماتيکي بر قانون پاسکال استوار است.

◄ قانون پاسکال:
1. فشار سرتاسر سيال در حال سکون يکسان است .(با صرف نظر از وزن سيال)
2. در هر لحظه فشار استاتيکي در تمام جهات يکسان است.
3. فشار سيال در تماس با سطوح بصورت عمودي وارد ميگردد.
همانطور که در شکل 1 مي بينيد يک نيروي ورودي نيوتني ميتواند نيروي مورد نياز چهار سيلندر ديگر را تامين کند.

 

کار سيستمهاي نيوماتيک مشابه سيستم هاي هيدروليک است فقط در آن به جاي سيال تراکم ناپذير مانند روغن از سيال تراکم پذير مانند هوا استفاده مي کنند . در سيستمهاي نيوماتيک براي دست يافتن به يک سيال پرفشار ، هوا را توسط يک کمپرسور فشرده کرده تا به فشار دلخواه برسد سپس آنرا در يک مخزن ذخيره مي کنند، البته دماي هوا پس از فشرده شدن بشدت بالا ميرود که مي تواند به قطعات سيستم آسيب برساند لذا هواي فشرده قبل از هدايت به خطوط انتقال قدرت بايد خنک شود. به دليل وجود بخار آب در هواي فشرده و پديده ميعان در فرايند خنک سازي بايد از يک واحد بهينه سازي براي خشک کردن هواي پر فشار استفاده کرد.
اکنون بعد از آشنايي مختصر با طرز کار سيستمهاي هيدروليکي و نيوماتيکي به معرفي اجزاي يک سيستم هيدروليکي و نيوماتيکي مي پردازيم.

◄ اجزاي تشکيل دهنده سيستم هاي هيدروليکي:

1- مخزن : جهت نگهداري سيال
2- پمپ : جهت به جريان انداختن سيال در سيستم که توسط الکترو موتور يا 3- موتور هاي احتراق داخلي به کار انداخته مي شوند.
4- شيرها : براي کنترل فشار ، جريان و جهت حرکت سيال
5- عملگرها : جهت تبديل انرژي سيال تحت فشار به نيروي مکانيکي مولد کار(سيلندرهاي هيدروليک براي ايجاد حرکت خطي و موتور هاي هيدروليک براي ايجاد حرکت دوراني).

◄ اجزاي تشکيل دهنده سيستم هاي نيوماتيکي:

1- کمپرسور
2- خنک کننده و خشک کننده هواي تحت فشار
3- مخزن ذخيره هواي تحت فشار
4- شيرهاي کنترل
5- عملگرها
يک مقايسه کلي بين سيستمهاي هيدروليک و نيوماتيک:

1- در سيستمهاي نيوماتيک از سيال تراکم پذير مثل هوا و در سيستمهاي هيدروليک از سيال تراکم ناپذير مثل روغن استفاده مي کنند.
2- در سيستمهاي هيدروليک روغن علاوه بر انتقال قدرت وظيفه روغن کاري قطعات داخلي سيستم را نيز بر عهده دارد ولي در نيوماتيک علاوه بر روغن کاري قطعات، بايد رطوبت موجود در هوا را نيز از بين برد ولي در هر دو سيستم سيال بايد عاري از هر گونه گرد و غبار و نا خالصي باشد
3- فشار در سيستمهاي هيدروليکي بمراتب بيشتر از فشار در سيستمهاي نيوماتيکي مي باشد ، حتي در مواقع خاص به 1000 مگا پاسکال هم ميرسد ، در نتيجه قطعات سيستمهاي هيدروليکي بايد از مقاومت بيشتري برخوردار باشند.
4- در سرعت هاي پايين دقت محرک هاي نيوماتيکي بسيار نامطلوب است در صورتي که دقت محرک هاي هيدروليکي در هر سرعتي رضايت بخش است .
5- در سيستمهاي نيوماتيکي با سيال هوا نياز به لوله هاي بازگشتي و مخزن نگهداري هوا نمي باشد.
6- سيستمهاي نيوماتيک از بازده کمتري نسبت به سيستمهاي هيدروليکي برخوردارند.


کار با دستگاه دياگ

متداول ترين ابزار عيب يابی خودروهای انژکتوری دستگاه دياگ می‌باشد. دستگاه دياگ عموما به دستگاههایی اطلاق می شود که برای عيب يابی از آنها استفاده می کنيم. اما اين دستگاهها برای چه منظورهايی می توانند کاربرد داشته باشند؟

بايد بگويم در صنعت پيچيده قرن اخير کسب اطمينان نسبت به عملکرد صحيح سيستمها اهميت ويژه‌ای دارد. صنعت الكترونيك نيز يكی از مواردی استكه مورد توجه واقع شده است. دستگاههای عيب ياب كمك می‌كنند تا عيوب پديد آمده در دستگاه الكترونيكی مشخص شود. اين دستگاهها شامل انواع ولتمتر، اسيلوسكوپ و دستگاههای ويژه می‌باشند. افرادی كه در زمينه الكترونيك كار فنی يا مهندسی انجام شده باشند حتما با اين ابزارها آشنايی كامل دارند.

به دنبال لزوم بكارگيری مدارات الكترونيك در خودروها و كاربردی شدن آن در صنعت خودروسازي، مدارات گوناگونی مخصوص خودرو طراحی و بكارگرفته شد كه مدار كنترل آلودگی يكی از اين نوع مدارات است. متاسفانه در صنعت خودروسازی كشور ما اولين مدار الكترونيكی پيچيده‌ايكه مورد استفاده قرار گرفت مدار كنترل آلودگی موتور يا همان كامپيوتر موتور بود. درحاليكه مدارات بيشماری از قبيل كروز كنترل، كنترل سيستم تعليق (خودروی زانتيا) ، كنترل ايربگ، سيستم ضدسرقت و غيره سالهای سال در خودروها كاربرد داشته‌اند. عيب يابی اين سيستمها به دليل پيچيدگيهايی كه دارند مستلزم استفاده از ابزارهای خاصی هستند كه به دياگ تولز معروفند.

دستگاه دياگ از طريق يک کابل به کانکتور مخصوص عيب يابی خودرو متصل می شود. اين کانکتور ممکن است درون اتاق و زير داشبورد باشد يا اينکه مانند سمند و پژو ۴۰۵ زير کاپوت قرار داشته باشد. به هرحال بايد کابل دستگاه عيب ياب را به کانکتور عيب يابی متصل کرد.

برای عيب يابی اولين قدم تعيين نوع خودرو و نوع كامپيوتر آن است. سعی كنيد آنرا درست انتخاب كنيد زيرا در غير اينصورت دچار مشكل خواهيد شد.

پس از آن نوبت به برقراری ارتباط می رسد. برای اين مرحله کامپيوتر يا کامپيوترهای خودرو بايد روشن باشند. پس لازم است سوييچ را کاملا باز کنيد (حالت اکسسوری کافی نيست)  اما استارت نزنيد زيرا نيازی به روشن کردن موتور نيست. بلافاصله بايد با کامپيوتر ارتباط دستگاه دياگ برقرار شود. سپس وارد منوی Connect شويد و با كامپيوتر موتور ارتباط برقرار كنيد. اگر ارتباط كامل باشد پيامی روی صفحه می‌آيد و می‌گويد كه ارتباط برقرار شد. اگر حدود ۱۵ ثانيه بيشتر طول كشيد بدانيد كه جايی اشكال دارد. زيراكه ۵ ثانيه يا حتی كمتر كافی است.

عيب بابی از اين مرحله به بعد آغاز می‌شود. خواندن كدهای خطا كاريست كه بايد انجام دهيد ولی بايد با هوشمندی و مهارت برخورد كنيد. كدهای خطا را جامع درنظر بگيريد. زيرا مجموع چند كد خطا كه همزمان ظاهر شده اند می توان متوجه يك ايراد عمده شد ولی اگر تك تك آنها را در نظر بگيريد، متحمل هزينه هنگفتی خواهيد شد و ايراد خودروی شما نيز برطرف نخواهد شد. متاسفانه دستگاههای عيب ياب فاقد هوشمندی لازم درباره تعيين عيوب مركب هستند و لازم است تعميركار خبره اين عمل را شخصا به درستی انجام دهد.

خواندن پارامترهای كاری موتور روشن از ديگر قابليتهای دستگاههای عيب ياب است. پارامترهای موتور عبارتند از سرعت موتور، دما هوا، دمای آب، آوانس جرقه، مقدار سوخت، لين يا ريچ بودن دود اگزوز، مقدار باز بودن دريچه گاز، مقدار باز بودن استپر موتور، و موارد ديگر كه با بررسی آنها می‌توان كاركرد موتور را دقيقا مورد بررسی و ارزيابی قرار داد. اگر كسی بتواند همزمان با بررسی كدهای خطا ، پارامترهای كاری موتور را نيز مد نظر قرار دهد می‌تواند به راحتی عيب موتور اعم از عيوب برقی يا حتی عيوب مكانيكی را نيز تشخيص دهد. سعی می كنم در آينده با مثالهای مختلف عيب يابی دقيقتر موتور را برايتان شرح دهم.

پيشتر تذکر داده شده که يک تعميرکار ماهر نيازی به استفاده از دستگاههای کامپيوتر موسوم به دياگ تولز ندارد زيرا بسياری از عيوب بوجود آمده در موتورخودروها منشاء مکانيکی داشته و دستگاه دياگ قادر به تشخيص آنها نيست. اما استفاده از دستگاه دياگ به عنوان دستگاه اندازه گيری مقادير عملکردی موتور کمک موثرتری برای تشخيص صحيح عيوب خواهد داشت

 

دستگاه دياگ تولز يا عبارت فراسی آن دستگاه عيب ياب دستگاهی است الکترونيکی که با کامپيوتر خودرو ارتباط ديجيتالی برقرار کرده و با دريافت برخی اطلاعات از آن تعميرکار را برای عيب يابی خودرو کمک می‌كند. بهتر است علاقمندان محترم به اين موضوع توجه داشته باشند كه دستگاه دياگ يك دستگاه جادويی نيست و بيشتر  زحمت عيب‌يابی را تعميركار بايد شخصا برعهده داشته باشد. اطلاعاتی كه دستگاه عيب‌ياب از كامپيوتر خودرو دريافت می كنند به چند دسته تقسيم می شوند:

۱. كدهای تشخيص عيب سيستم انژكتوری (عمدتا عيوب الكترونيكي)

۲. كدهای عملكردي موتور

كدهای تشخيص عيب مربوط به عيوب الكتريكی يا الكترونيكی هستند كه در سيستم انژكتوری موتور شامل سنسورها و انژكتورها و ساير عملگرها بوجود آمده و كامپيوتر آنها را تشخيص می‌دهد. اين كدها در حافظه كامپيوتر ذخيره شده و توسط دستگاه دياگ دريافت می شود. دستگاه دياگ بعداز دريافت اين كدها آنها را روی صفحه نمايش می دهد. تعميركار با مشاهده اين كدها متوجه می شود كه كداميك از قطعات معيوب است. اما سريعا نبايد نسبت به تعويض قطعه اقدام كرد!

عيوب مونتاژی يكی از عيوب رايج در سيستمهای انژكتوری موتور خودروها می باشند!؟ تصور كنيد كه كانكتور يكی از سنسورها در جای خود شل شده باشد. مسلما وقتی اقدام به تعويض سنسور می كنيد، كانكتور آنرا جدا كرده و بعد برروی سنسور جديد محكم جا زده می‌شود ... از كجا معلوم كه سنسور اوليه سالم بوده و تنها كانكتور آن شل شده باشد. با اين كار عيب شناسايی نشده وتنها بهای سنسور تعويضی به حساب صاحب خودرو نوشته می‌شود.

 

دستگاه دياگ پس از اتصال به کانکتور مخصوص، که در تمامی خودروهای انژکتوری تعبيه شده است با كامپيوتر موتور ارتباط برقرار كرده و طبق نظر تعميركار اطلاعات مورد نياز را دريافت و روی صفحه نمايش می‌دهد. 

هر كارخانه خودروسازی موظف است برای تمامی خودروهای توليدی خود دستگاه دياگ مربوطه را تهيه و در اختيار تمامی تعميرگاهها و مراكز سرويس خود قرار دهد. در نتيجه كارخانه بنز فقط برای خودروهای بنز دستگاه دياگ تهيه خواهد كرد و نمی‌توان خودروهاي پژو يا رنو را با دستگاه دياگ بنز عيب يابی كرد. در حال حاضر خودوهای ساخت پژو، سيتروئن، نيسان، بنز و ... در ايران  دارای پشتوانه فنی از شركتهای اصلی بوده و دارای دستگاه دياگ برای تمام محصولات خود هستند. اگر به دستگاه دياگ پـژو  يا هر دستگاه ديگری مراجعه كنيد متوجه خواهيد شد كه در اولين مرحله نوع خودرو را بايد تعيين كنيد. كارخانه پژو انواع مختلفی خودرو توليد و عرضه می‌كند كه تنها انواع محدودی از آنها در ايران در دسترس است. اما كارخانه پژو موظف است دستگاه عيب ياب خود را برای عيب يابی تمامی انواع خودروی پژو طراحی و عرضه كند. پس در اولين گام برای عيب‌يابی بايد نوع خودرو را تعيين كرد.

خودروهای مختلف دارای كدهای عيب‌يابی متفاوتی هستند و ممكن است براساس طراحی از كدهای مختلفی برای تبادل اطلاعات بين كامپيوتر و دستگاه دياگ استفاده كنند. اين موضوع برای خودروهای توليدی يك كارخانه نيز ممكن است وجود داشته باشد. مثلا پژو ۴۰۵ و ۲۰۶ دارای كد ارتباطی مختلفی می‌توانند باشند. حتی خودروی ۲۰۶ با تيپ متفاوت نيز ممكن است كدهای تبادل داده متفاوتی نسبت به هم داشته ياشند. پس سعی كنيد خودروی مورد عيب‌يابی را درست شناسايی كرده و در منوی انتخاب خودرو نوع خودرو را درست انتخاب كنيد. 

 

بعداز اتصال كانكتور دستگاه دياگ، نوع خودرو را مشخص كنيد. سپس سوئيچ را در وضعيت روشن قرار دهيد، تا كامپيوتر موتور روشن شود، اما موتور را روشن نكنيد. بعد ارتباط با كامپيوتر را برقرار كنيد. در صورتيكه عمليات صحيح انجام شده باشد پيغامی مبنی بر شروع تبادل اطلاعات نشان داده خواهد شد.

خواندن كدهای عيب يكی از روتين ترين عملياتی استكه انجام می‌شود. برای اين كار منوی مربوطه را انتخاب و كدهای خطا را دريافت كنيد. كدهای خطا يكی پس از ديگری دريافت و روی صفحه مونيتور ظاهر می‌شود. تصميم گيری و اقدام مناسب بستگی به مهارت تعميركار دارد.

خواندن پارامترهای عملكردی موتور نيز يكی از داده های مهم محسوب می‌شود. يك تعميركار ماهر اغلب به اين داده‌ها اكتفا می‌كند و از كدهای عيب برای چك كردن تعمير استفاده می‌كند. پس سعی كنيد تحليل درستی از مقدار پارامترها داشته باشد. اين نوع تحليل نياز به تجربه و علم فراوانی دارد كه به راحتی قابل كسب است و تنها به مطالعه و دقت نياز دارد. برای نمايش پارامترها منوی مربوطه را انتخاب كنيد. در اين صورت جدولی شامل نام پارامتر و مقدار آن نمايش داده خواهد شد كه با برسی آنها می‌توان علاوه بر عيوب الكترونيكي، بسياری از عيوب مكانيكی موتور را هم به راحتی تشخيص داد.

تشخيص عيوب موتور براساس پارامترها عملكردی راه حل علمی برای تشخيص است. عزيزان مبتدی سعی كنند برای افزايش تجربه قبل از خواندن كدهای عيب‌يابی ابتدا پارامترهای عملكردی را مشاهده و آناليز كرده و عيب خودرو را حدس بزنند. سپس برای چك كردن خود از خواندن كدهای عيب استفاده نماييد.

موتور روشن نمیشود:

وضعیت سوئیچ وسیم واتصالات موتور

سطح بنزین وکیفیت بنزین ،پمپ بنزین ،فیوزومسیربنزین وفیلتر،سوزن انژکتورها

جرقه ،کوئل هاوشمع ها

ورودی هوا،منیفولد،لوله ها،دریچه گاز

خروجی دود،لوله،انباره اگزوزوسنسوراکسیژن

دورموتوروسنسور

دمای مایع خنک کننده وسنسور

کمپرس موتور

خواص روغن:1-گرانروی مناسب تاعمل روانکاری وجلوگیری از تماس قطعات بدرستی انجام شود2-از لحاظ حرارتی وشیمیایی پایدار باشدودر اثرگرمای موتور براحتی بخار،تجزیه وتبدیل بهدوده نگردد3-بااکسیژن هوافعل وانفعال نشان نداده وتولید اسیدولجن نکند4-درسرما به اندازه کافی روان وقابل پمپ باشدوبه راحتی وباسرعت به همه نقاط موتور برسد5-اثرات نامطلوب احتراق سوخت،مواد اسیدی وزیان آور مخلوط شده باروغن راخنثی کند.6-قطعات موتور رادربرابر اسیدوزنگ زدگی وتخریبات شیمیایی محافظت کند7-از فرسایش ناشی از شرایط سخت کارنوتور جلوگیری نماید8-ازموادخارجی وگردوخاک عاری است چون این موادباعث کفروغن میشوند.9-باروغن موتور روان تر اصطکاک کمتر است لذادرمصرف سوخت صرفه جویی میشودوهنگام روشن کردن موتوربه باطری فشار کمتری وارد میشود.

بدلیل ضعف باطری ویا اتصالات موتور وبدنه که توان پشتیبانی برق مورد نیاز سیستم انؤکتور را جهت روشن ماندن  ندارد چون در این لحظه هنوز دینام فعالیت خودرا آغاز نکرده است نیاز به باطری میباشداگر به موتور گاز بدهید پس از چند ثانیه درحالت عادی خواهد مانددر استارتهایی که خودرو پس از چند ساعت خاموش بودن وسرد انجام میشود این حالت مشهود است امادراستارتی که موتور قبل از آن روشن بوده است مشاهده نخواهخد شد باتعویض باطری ایراد رفع میشود

أ‌-      روغن موتور:روغن مصرفی باید منطبق بر مشخصات خودروباشد.

میسوزد-فشاردارد-سبک است-ضربه پذیر-سرماتحمل میکند-گرماتحمل میکند-گرما انتقال میدهد-ذرات راحمل میکند-اجسام رامعلق نگه میدارد-

سایش قطعات عمر موتور راکم میکند زیرا قطعات دراثر ساییده شدن از اندازه معین خود منحرف شده مقاومت وعمر آنها کم می شود وموتور زودتر فرسوده شده ساییدگی جداره سیلندر  بصورت بیضوی  که از آب بندی احتراق وقدرت موتور کاسته  ،لقی محورها وشفت هادر یاتاقان وبوش را باعث میشود

 

سیستم سوخت رسانی انژکتوری بنزینی با کنترل الکترونیکی ECU

 

 

مقدمه(سوخت رسانی انژکتوری بنزینی)

بعد از سیستم های  کاربراتوری  جدیدترین  سیستمها سیستم انژکتوری بنزینی می باشد بهترین نسبت

تئوری برای اختلاط سوخت و هوا نسبت  7/14 به 1 می باشد که به ان نسبت استوشیو متریک گویند که

حتی المقدور در  شرایط  مختلف کارکرد موتور تغییرات این نسبت باید حداقل باشد

اگر در مخلوط مقدار هوا  کاهش  پیدا کند مصرف  سوخت  بالا می رود و احتراق کامل صورت نمی گیرد و

فرایند ان گازهای خروجی اگزوز که  الودگی  محیط  زیست را به وجود می اورند خواهد بود گازهای خارج

شده از  اگزوز  شامل ازت  و گاز دی اکسید  کربن و  بخار اب و گازهای الوده  کننده خطرناک از قبیل مونو

اکسید کربن و هیدرو کربنهای نسوخته و اکسید ازت و  سولفورها  می باشد  بخصوص  مونواکسید کربن

که یک گاز سمی و بی رنگ و بی بو و بسیار خطر ناک است اگر در مخلوط هوا افزایش یابد و سوخت کم

شود درجه حرارت موتور بالا می رود  و  این  عمل  باعث جوش امدن موتور و سوختن واشر سر سیلندر و

سوختن سوپاپها می شود و باعث افت قدرت کششی موتور می گردد به هر حال کارخانجات خودرو ساز

به این نتیجه رسیده اند که کاربراتور ها نمی توانند راندمانی را که موتورها نیاز دارند به وجود اورند نتیجتا

سیستم های سوخت رسانی انژکتوری بنزینی طراحی و مورد استفاده قرار گرفتند در این سیستم ها به

خاطر وجود کنترل کننده های مختلف مخلوط سوخت و هوا هر چه دقیق تر به نسبت ایدال نزدیک شده اند

به این ترتیب

1- مصرف سوخت کاهش یافته        2-  حداکثر راندمان و شتاب وقدرت در موتور ایجاد می گردد      3- با

تنظیم صحیح و دقیق موتور در تمام دورها و با صدای کمتری کار خواهد کرد      4-  توزیع سوخت به طور

یکنواخت در کلیه سیلندرها صورت می پذیرد

در سیستم های  انژکتوری  بنزینی با  اندازه گیری  دقیق مقدار  هوای  ورودی و ارسال سوخت متناسب

شرایط کاری موتور (دورهای مختلف و بارهای مختلف) به خوبی تامین می شود در  این سیستم به جهت

ثابت نگه داشتن   کمترین الودگی خروجی از اگزوز  مخلوط سوخت  و هوا توسط  قطعات  بکار  رفته  در

سیستم و دستگاه کنترل الکترونیکی ای سی یو به صورت کاملا دقیق کنترل می شود

شیر برقی کنسیتر (سوخت رسانی انژکتوری بنزینی)  :           کنترل گازهای الاینده ناشی از تبخیر سوخت

با  استفاده  از شیر برقی  کنسیتر که به وسیله ای سی یو کنترل می شود امکان باز یافت بخارات بنزین

جذب شده از باک توسط  کربن فعال داخل کنسیتر فراهم می شود

با باز  شدن شیر  برقی کنسیتر  و توسط  خلائی  که از طریق  شیر به کنسیتر  اثر گذاشته  بخارات بنزین

موجود در کنسیتر از طریق هوای ورودی به موتور وارد شده و در داخل سیلندر مصرف می شود

مبدلهای کاتالیزور سه راهه(سیستم سوخت رسانی انژکتوری بنزینی)

مبدلهای کاتالیزور  سه راهه  ترکیبی  از  کاتالیزور های  به کار رفته که دو واکنش شیمیایی متفاوت تولید

می کنند یکی اکسید  کردن  و دیگری  احیا کردن  با اضافه کردن  هوای  تازه به هیدروکربنهای نسوخته و

مونواکسید کربن  در داخل  مبدل  عمل اکسید کنندگی  روی  فرایند احتراق  انجام  می گیرد برای کاهش

الودگی اکسید های ازت فرایند کاملا معکوسی لازم  خواهد بود  اکسیدهای ازت  دارای  اکسیژن  اضافی

است و فرایند جدا کردن اکسیژن اضافی از ازت واکنش احیا نامیده می شود

این  احیا کردن  یا واکنش احیا در قسمت جلوی  مبدل انجام  می گیرد در حالی که فرایند اکسید شدن در

قسمت  عقب  ان صورت  می گیرد در قسمت  وسط پوسته  مبدل  یک لوله هوای تازه نصب  شده  است

تا در صورت لزوم مقداری هوای تازه به دستگاه اضافه نماید

در کاتالیزور های سه راهه درصد کمی پلاتین و درصد بیشتری رادیوم در قسمت  جلو  مبدل  برای کاهش

اکسید های ازت دارند در حالی که در قسمت عقب ان از پلادیوم و پلاتین برای اکسید کردن هیدروکربونها

و مونواکسید کربن استفاده می شود در موتورهای که مجهز به  دستگاه  ای سی یو هستند کاتالیزورها

گازهایی را دریافت می کنند که حاصل سوختن مخلوط سوخت و هوا با نسبت 14.7 به 1 هستند بنابراین

ضد الایندگی بهتری دارند در اتومبیل های مجهز به مبدل کاتالیزوری باید از بنزین بدون سرب استفاده نمود

کاربراتورهای مدار بسته(سی ال سی) مانند پراید سیستمی است که سوخت کاربراتور را با هوای مورد

نیاز مخلوط نموده و فرایند احتراق را بدون خطر می کند در واقع سی ال سی باعث ایجاد احتراق کامل در

موتور می شود در این احتراق لاندا برابر 1 می باشد اگر لاندا کوچکتر از یک باشد سوخت غلیظ و اگر لاندا

بزرگتر از یک باشد سوخت رقیق می باشد در کاربراتورهای  معمولی لاندا بین 0.9 تا 1.25 می باشد ولی

در سی ال سی برابر 1 می باشد در سیستم سی ال سی از 1- واحد کنترل ای سی یو  2- موتور پله ای

 3- مبدل کاتالیزور  4- سنسور اکسیژن  5- سنسور درجه حرارت اب  6- میکسر هوا  7- لامپ عیب یاب

   یک واحد کنترل الکترونیکی کوچک است  که  داخل ان  دارای نرم افزارهای برنامه ریزی شده است ECU

  اطلاعات مورد نیاز خود را از سنسور درجه حرارت و سنسور اکسیژن و سیگنال منفی کویل دریافت ECU

کرده و بهد از پردازش فرمان مورد نیاز را به موتور پله ای و لامپ عیب یاب می دهد

سنسور اکسیژن (سیستم سوخت رسانی انژکتوری بنزینی)

همان سنسور لاندا است که بر روی مانی فولد دود بسته می شود این قطعه از دو نوع با پوشش های

اکسید سیل کونیوم و اکسید  تیتانیوم ساخته  می شود این روکش ها  به ضخامت 10    میکرون بر روی

سطح سنسور قرار گرفته و مانند دو الکترود باطری عمل می کند  قسمت اصلی مانند لوله ای است که

به یک طرف ان دود اگزوز و طرف دیگرش هوای جو تاثیر می کند و دمای هوای 250تا 800 درجه را وقتی

های موجود در دود درCO2 موجود در هوا یونیزه  شده و با O2دود خروجی حاصل از سوختن غنی باشد

  تبدیل می شود  بنابراین اکسیژن  در لایه خارجی کاهش می یابد CO2مجاورت اکسید سیل کونیوم به  

بر عکس در  لایه داخلی  که در  معرض هوا قرار دارد اکسیژن فراوان است بنابراین اتم های اکسیژن در

کنار لایه داخلی یونیزه می شود و شارژ منفی ایجاد می شود در اثر اختلاف این شارژ ولتاژی 0.3 تا 0.8

 به موتورECU سیگنال می فرستد و ECUولت نسبت به غنی یا رقیق بودن سوخت تولید می شود و برای

پله ای دستور می دهد

 

میکسر هوا (سیستم سوخت رسانی انژکتوری بنزینی)

میکسر قطعه ای الومینیومی به ضخامت 15    میلیمتر که زیر کاربراتور روی مانی فولد هوا قرار دارد و با

مجاری ریز محیطی خود هوای ارسالی توسط موتور پله ای را در مسیر عبور مخلوط ارسالی از کاربراتور

تزریق می کنذ

 

موتور پله ای (استپ موتور) (سیستم سوخت رسانی انژکتوری بنزینی)

  سوپاپ ان به صورت مرحله ای به عقب حرکت کرده وECU موتوری است که با دریافت فرمان الکتریکی از

 هوای میانگذار از سوپاپ ان که به صورت مخروطی می باشد عبور می کند محور موتور دارای پیچی است

که با چرخش ان سوپاپ مخروطی از محل خود دور یا نزدیک می شود هرگاه موتور در جهت راست حرکت

کند سوپاپ بسته و ان سوپاپ مخروطی از محل خود  دور یا نزدیک می شود هرگاه موتور در جهت راست

حرکت کند سوپاپ و مجرا میان گذار تنگ تر می شود و هرگاه موتور در جهت چپ حرکت کند مجرا باز شده

 انقدر مجرای ECUو هوای زیادتری عبور می کند  و وارد  موتور می شود  موتور پله ای با دریافت فرمان از

میانگذار را باز نگه  می دارد تا  نسبت مخلوط سوخت با لاندا (لاندا از 0.97 بزرکتر و از 1.03 کوچکتر شود)

یعنی در حدود  نسبت استوشیو متریک  تنظیم شود  موتور پله ای  دارای 150   مرحله و ارزش هر مرحله

0.04 میلیمتر است موتور پله ای دارای 4 سیم پیچ است که روی 2 استاتور پیچیده شده است

 

کاتالیست سه راهه (سیستم سوخت رسانی انژکتوری بنزینی)

مبدلی است از بدنه فولادی که  در مسیر  لوله اگزوز قرار گرفته و به صورت سلول پوشیده شده از فلزات

گرانبها  مانند پلاتین برای  عمل  اکسید داسیون و رودیوم  برای عمل احیا کردن دود خروجی اگزوز تشکیل

 موجود در دود خروجی اگزوز را بهH2 و CO شده است پلاتین موجود در کاتالیست وظیفه اکسید داسیون

عهده دارد 5 گرم از فلز پلاتین به  صورت  گسترده  در سطح  کاتالیست  در  دمای 500 درجه باعث کاستن

 تبدیل به H2 و CO2 تبدیل به CO می شود و برای همین H2  و  CO انرژی  پیوندی  مولوکولی  اکسیژن در

اکسیژن اضافی را به N2 و تبدیل ان به NOX می گردد البته  رودیوم  سطح  کاتالیست  در عمل احیا H2O

 می دهد لازم بذکر است کاتالیست در دمای 500 دارای کارایی حداکثر بوده و در 250  کار ان با راندمانCO

50 درصد شروع می شود در صورتی که بنزین سرب دار داخل باک ریخته شود عملا باعث خرابی کاتالیست

می گردد

 

سنسور درجه اب  (سیستم سوخت رسانی انژکتوری بنزینی)

 گزارش می دهد شروع کار ان بسته به دمای ECU بوده که دمای اب موتور را به NTC این سنسور از نوع

ان به دمای اب است تا موقعی  که  دمای اب  به  80 نرسیده  باشد سوخت  غلیظ تری  به موتور  ارسال

می شود با گرم شدن اب افت ولت در مدار الکتریکی سنسور ایجاد می شود که  در اثر  کاهش مقاومت

 می باشد NTC الکتریکی سنسور

 

انواع سنسور ها

1- سنسور جریان هوا  2- سنسور موقعیت دریچه گاز 3- سنسور اکسژن  4- سنسور درجه حرارت مایع

خنک کننده  5- سنسور خود سوزی    6- سنسور سرعت اتومبیل  7- سنسور فشار هوای مانی فولد و

فشار جو    8-  سنسور دمای هوای ورودی    9- سنسور موقعیت میل لنگ و دور موتور    10- سنسور

موقعیت میل لنگ

پس به طور کلی

بعد از روشن شدن موتور و رسیدن به دمای مشخص جهت راه اندازی سیستم سنسور اکسیژن سنسور

ECU ارسال می کند بعد از ورود این سه دسته اطلاعات ECU اب و سیگنال منفی کویل اطلاعات خود را به

اطلاعات فوق  را پردازش کرده و به موتور پله ای فرمان می دهد که به چه میزان اجازه ورود هوا را بدهد

موتور پله ای  اکسیژن مورد نیاز خود را از هوای محیط و زیر هواکش تامین کرده و به میکسر زیر کاربراتور

ارسال می کند تا از این طریق لاندا را به سمت یک نزدیک کرده و احتراق کاملی را برای موتور ایجاد نماید

و از این طریق گازهای خروجی اگزوز را به حداقل الایندگی برساند از طرفی دود خروجی از کاتالیزور عبور

EURO1کرده و مابقی الایندها از این طریق در کاتالیزور از بین میروند و خروجی اگزوز طبق استاندارد های

می شود این سیستم در تعداد زیادی از موتورهای پراید مورد استفاده قرار گرفته است

آشنايي کامل با جعبه دنده خودرو

گشتاور توليدي توسط موتور پس از انتقال توسط کلاچ به جعبه دنده مي رسد. وظيفه جعبه دنده انتقال دور موتور با نسبتهاي گوناگون و رساندن آن به خطوط انتقال و ميل گاردان در خودروهاي ديفرانسيل عقب يا مستقيماً به ديفرانسيل در خودروهاي ديفرانسيل جلو است.
سيستم جعبه دنده اي انتقال قدرت را مي توان به دو گروه جعبه دنده اي دستي و جعبه دنده اي اتوماتيک تقسيم بندي کرد. سيستم انتقال قدرت دستي در حالت انتقال مستقيم بازدهي در حدود 98% ولي در دنده هاي با نسبت انتقال پايين تر بازده به حدود 90% مي رسد. چون بيشترين زمان استفاده از اتومبيل، جعبه دنده در حالت انتقال مستقيم قدرت است، بنابراين با توجه به اين مورد و هزينه اوليه به نسبت کمتر اين سيستم جعبه دنده اي، هنوز استفاده از آنها در اکثر اتومبيلها مورد توجه است. از سيستم انتقال اتوماتيک بيشتر در اتومبيلهاي گرانقيمت تر و کلاسهاي بالاتر استفاده مي شود چرا که با توجه به عملکرد ساده تر آن براي راننده، هزينه ساخت آن نيز بيشتر است. علاوه بر دو نوع فوق، امروزه استفاده از نسل جديدي از سيستم انتقال قدرت بنام سيستم انتقال قدرت پيوسته متغير (CVT) نيز مورد توجه طراحان خودروها قرار گرفته است.
سيستم انتقال قدرت دستي

◄  در دسته بندي کلي از لحاظ نحوه کارکرد، جعبه دنده هاي دستي به سه گروه کلي تقسيم مي شوند:

                - Sliding mesh type Gearbox
                - Constant mesh type Gearbox
                - Synchromesh type Gearbox

◄  جعبه دنده هاي Sliding Mesh Type Gearbox :
اين جعبه دنده ها از قديميترين و ساده ترين انواع جعبه دنده ها هستند که درگيري دنده ها در آنها توسط جابجا کردن دنده ها ايجاد مي شود. اين جعبه دنده ها در واقع شامل دو رديف شفت مي باشند : شفتي که از طرف کلاچ مي آيد و خود شامل دو قسمت است؛ يکي که کاملاً ثابت مي باشد و در واقع محور ورودي است بنام محور اصلي ( primary shaft ) و شفت ديگري که در امتداد آن اما بصورت جداگانه و متحرک قرار دارد و بنام splined mainshaft خوانده مي شود و عمل تعويض دنده نيز با جابجايي اين شفت صورت مي گيرد.

شفتي پاييني که بنام محور ثانويه ( lay shaft ) خوانده مي شود و بسته به نوع جعبه دنده، تعدادي دنده بر روي آن قرار مي گيرد. اين شفت توسط درگيري بين دو دنده به طور دائم در ارتباط با محور اصلي است. (شکل2-1)
هنگامي که گشتاور از طريق درگيري يک جفت دنده از محور اصلي به محور ثانويه منتقل مي شود، با توجه به نسبت تعداد دنده ها يک کاهش دور در آن ايجاد مي شود. حاصلضرب اين کاهش دور در کاهش دور ناشي از درگيري دو چرخ دنده نهايي، نسبت کاهش دور اصلي ناشي از يک دنده خاص را به ما مي دهد.

 


 

شکل2-1 sliding mesh type Gearbox


نحوه درگيري دنده ها و همچنين محاسبه کاهش نسبت دور را براي دنده هاي مختلف در شکلهاي2-2 مشاهده مي کنيد :

 

 

 

شکل2-2 شکل شماتيک درگيري دنده ها در دنده هاي مختلف در sliding mesh type Gearbox


◄  جعبه دنده هاي Constant Mesh Type Gearbox :
در اين نوع از جعبه دنده ها بر خلاف حالت قبل همه دنده ها با هم درگير هستند، اين عمل باعث عملکرد آرام و بدون صداي اين دنده ها مي شود، چرا که عمده صدا در سيستم جعبه دنده اي قبلي ناشي از جازدن دنده ها بود. علاوه بر آن، در اين سيستم چون دنده ها هميشه با هم درگير هستند مي توان از دنده هاي مارپيچي (هليکالي) استفاده نمود که اين خود نيز در کاهش صدا و عملکرد نرمتر جعبه دنده موثر است. در اين نوع از جعبه دنده ها محل و نحوه قرارگيري دنده ها بر روي محورهاي اصلي و ثانويه همانند حالت قبلي است، ولي در اينجا هر دنده روي محور اصلي با دنده متناظر روي محور ثانويه درگير است. بنابراين در اين حالت بدون توجه به اينکه اتومبيل در چه دنده اي قرار دارد، در هر حال تمام دنده ها در حال چرخش هستند، اما تنها يکي از اين دنده هاي در حال چرخش است که مي تواند به تناسب شماره دنده مورد نياز با محور اصلي کوپل شود و آنرا به حرکت درآورد. اولين دنده روي primary shaft و نيز تمامي دنده هاي روي lay shaft با محور خود کاملاً فيکس هستند و امکان جابجايي نسبت به محور را ندارند. اما دنده هاي روي splined main shaft بر روي بلبرينگهايي سوار هستند و نسبت به محور خود در حال چرخشند و تنها يک دنده است که توسط مکانيزمي به محور کوپل مي شود. اين مکانيزم sliding dog clutch نام دارد که روي محور ثانويه هزارخار شده است. با انتخاب دنده مورد نظر زبانه هاي روي dog clutch مربوط به آن دنده خود را با دنده درگير مي کند و با اين عمل، دنده مورد نظر با محور خود قفل مي شود و در واقع نسبت انتقال دلخواه را براي ما فراهم مي گرداند. (شکلهاي2-3 و 2-4)
 


شکل2-3 Constant mesh type Gearbox


در اين نوع از جعبه دنده ها براي درگيري بهتر زبانه dog clutchو دنده لازم است که سرعت آنها با هم برابر باشند. براي تحقق نسبي اين امر در اين نوع سيستم جعبه دنده اي از double declutching استفاده مي شود. بدينگونه که بار اول که کلاچ گرفته مي شود، ارتباط موتور با جعبه دنده قطع مي شود. پس فشار از روي زبانه هاي dog clutch برداشته مي شود تا بتوان آن را به حالت خلاص منتقل کرد. بعد با رها کردن کلاچ، موتور را به سرعت مناسب مي رسانيم. منظور از سرعت مناسب، دور موتوري است که با دنده بعدي تناسب دارد. يعني کاري مي کنيم که زبانه هاي dog clutch و چرخ دنده اي که مربوط به دنده بعدي است با سرعت يکساني بچرخند تا زبانه ها بتوانند در چرخ دنده جفت شود. حالا مجبوريم يک بار ديگر کلاچ را فشار دهيم تا اين زبانه ها و دنده جديد با هم درگير شوند. بنابراين در اين حالت براي تعويض دنده راننده ابتدا بايد دنده را خلاص کند و سپس با کلاچ گيري دوباره دنده بعدي را انتخاب نمايد.

 

 

 

شکل2-4 Dog clutch در حالت آزاد و درگير با دنده ها


◄  جعبه دنده هاي  Synchromesh Type Gearbox :
در اين نوع جعبه دنده نيز همانند حالت قبل دنده هاي روي شفت اصلي با دنده مربوطه روي شفت ثانويه در حالت درگيري دائم هستند. دنده هاي روي شفت ثانويه روي محور ثابت و دنده هاي روي شفت اصلي توانايي گردش آزادانه حول محور خود را دارند. از اين لحاظ نيز، اين نوع جعبه دنده همانند جعبه دنده هاي constant mesh هستند، اما نکته اي که در اينجا وجود دارد استفاده از سيستم همسرعت کننده (synchronizer) در اين نوع جعبه دنده ها مي باشد که در اين حالت لزوم جعبه دنده به double declutching را از ميان مي برد. با استفاده از اين سيستم همسرعت کننده در اين جعبه دنده ها، عمل تعويض دنده براحتي و بدون سروصداي ناشي از بهم خوردن دنده ها صورت خواهد گرفت. (شکل2-5)
 

 

شکل2-5 Synchromesh type gearbox


اگر جعبه دنده در وضعيت خلاص باشد توان انتقال نمي دهد. در اين حالت هيچ يک از چرخدنده هاي روي محور خروجي به آن قفل نمي شوند. در هنگام تعويض دنده، چرخدنده ها با عمل کشويي به محور قفل مي شوند. خود کشوييها نيز توسط هزار خار به محور خروجي متصلند و با آن مي چرخند. ماهک روي کشويي در شيارهاي غلاف کشويي جفت مي شود. وقتي راننده دسته دنده را جابجا مي کند، اين حرکت از طريق ميله بندي به ماهک روي کشويي منتقل مي شود. ماهک، غلاف کشويي را به حرکت در مي آورد و غلاف چرخدنده مورد نظر را روي محور قفل مي کند. به کمک کشويي مي توان کاري کرد که چرخدنده ها و غلافهاي کشويي در حوالي زماني که بايد با هم درگير شوند، با سرعت برابر بچرخند. وقتي اين سرعتها با هم برابر باشند، چرخدنده ها به نرمي درگير مي شوند. کشوييها، مخروطهاي هماهنگ کننده اي روي چرخدنده ها و نيز روي دنده برنجي دارد که در واقع کار يک کلاچ کوچک را انجام مي دهند. مغزي کشويي با هزار خار به محور خروجي جعبه دنده متصل است. غلاف کشويي روي مغزي کشويي جفت مي شود. (شکل2-6)
 

 

شکل2-6 شکل يک دنده بهمراه اجزاي همسرعت کننده مربوط به آن


عمل همسان سازي سرعت طي سه مرحله صورت مي گيرد:
وقتي دنده عوض مي کنيم، غلاف کشويي به طرف چرخدنده مورد نظر مي رود. اين غلاف روي خارهاي مغزي کشويي مي لغزد و خارهايي را با خود جابجا مي کند. اين خارها نيز به دنده برنجي نيرو وارد مي کنند و آن را به طرف چرخدنده مورد نظر مي رانند، در نتيجه سطح مخروطي دنده برنجي با سطح مخروطي چرخدنده تماس پيدا مي کند. اصطکاک بين آنها سبب يکسان شدن سرعت و هماهنگي در چرخششان مي شود. وقتي دنده هاي خارجي دنده برنجي و چرخدنده با يک سرعت مي چرخند، غلاف کشويي روي آنها مي لغزد. درنتيجه چرخدنده به محور قفل و تعويض دنده انجام مي شود. توان از اين چرخدنده از طريق غلاف کشويي و مغزي کشويي به محور منتقل مي شود. (شکل2-7)
 


شکل2-7 عمل سيستم همسرعت کننده


◄  عملگر تعويض دنده و ميله بندي آن:
سالها پيش جعبه دنده هاي دستي چهار دنده بودند و دسته دنده درکف اتاق قرار داشت؛ جاييکه راننده براحتي به آن دسترسي داشت. انتهاي جعبه دنده به مکانيسم تعويض دنده متصل مي شد. پس از آن دسته دنده را به لوله فرمان منتقل کردند؛ جاييکه بيشتر در دسترس راننده بود. بااين تغيير جاي پاها در صندلي جلو نيز وسيعتر شد. امروزه دسته دنده دوباره در کف اتاق نصب مي شود. درواقع اغلب اوقات دسته دنده بخشي از کنسول مياني است. براي اتصال دسته دنده به جعبه دنده از ميله بنديهاي با آرايش مختلف استفاده شده است. طرز کار تمام اين ميله بنديها اساساً يکي است. براي عوض کردن دنده بايد دو حرکت به دسته دنده اعمال کرد. در اولين حرکت ماهک روي کشويي و کشويي مربوط به چرخدنده مورد نظر انتخاب مي شود. حرکت دوم سبب مي شود که ماهک روي کشويي، غلاف کشويي را به حرکت در آورد. در نتيجه حرکت اخير، چرخدنده مورد نظر به محور اصلي قفل مي شود. (شکل2-8)
 

 

شکل2-8 مکانيسم تعويض دنده


در شکل2-9 نمونه اي از ميله بندي تعويض دنده مربوط جعبه دنده طولي پنج و شش سرعته اتومبيل فورد را مشاهده مي کنيد.
 

 

شکل2-9 ميله بندي تعويض دنده فورد

 دنده هاي کمکي ( splitter change & range change )
براي خودروهاي نسبتاً سبک با وزن حدود يک تن که نسبت قدرت به وزن بزرگي دارند، يک جعبه دنده 4 سرعته يا 5 سرعته معمولي جوابگوي اتومبيل در عملکرد صحيح خود مي باشد. اما براي خودروهاي سنگيني که بارهاي بزرگي را تحمل مي کنند و نسبت قدرت به وزن بسيار پاييني دارند، استفاده از اين جعبه دنده ها به تنهايي نمي تواند گزينه مناسبي باشد. تحت چنين شرايط عملکردي اگر فاصله نسبت انتقال دنده ها خيلي زياد باشد، در حين تعويض دنده دور موتور به شدت افت مي کند و بازيافت گشتاور دوباره موتور به کندي صورت مي گيرد؛ بنابراين براي کمتر کردن اثرات ناشي از اين افت دور در هنگام تعويض دنده به فاصله هاي کوچکتري از اختلاف افزايش نسبت دنده اي نياز است. با دو برابر کردن تعداد نسبت دنده ها اثرات افت دور موتور در حين تعويض دنده کاهش مي يابد.

جهت تحقق اين امر و افزايش تعداد نسبت انتقال مي توان از تعداد چرخدنده هاي بيشتر با نسبت انتقالهاي گوناگون در گيربکس استفاده کرد، اما استفاده از اين روش به بزرگ و سنگين شدن جعبه دنده مي انجامد. براي جلوگيري از اين امر يک جعبه دنده کوچک دو وضعيتي را به صورت سري با جعبه دنده معمولي 4 سرعته، 5 سرعته و ... قرار مي دهند. استفاده از اين جعبه دنده کمکي به اين ترتيب تعداد نسبت انتقال را در جعبه دنده هاي معمولي دو برابر مي کند. در وضعيتهاي بسيار خاص مي توان از جعبه کمکي سه وضعيته استفاده کرد، در اين صورت تعداد دنده هاي جعبه دنده معمولي تا سه برابر افزايش مي يابد که در اينگونه کمکيها معمولاً يکي از نسبتهاي انتقال بسيار کم در نظر گرفته مي شود.

جعبه دنده هاي کمکي مي توانند به دو صورت قبل يا بعد از جعبه دنده اصلي قرار گيرند که طراح با توجه به شرايط مورد نظر خودرو آن را برمي گزيند :

Splitter gear change : در نوع جعبه دنده، جعبه دنده کمکي قبل از جعبه دنده اصلي قرار مي گيرد. در اين حالت جعبه دنده کمکي دو حالت دارد، حالت اول که نسبت انتقال مستقيم است و گشتاور ورودي از موتور بدون تغيير به جعبه دنده اصلي مي رسد و حالت دوم که نسبت انتقال ناشي از اين دنده تقريباً 1 : 4/1 – 2/1 است. (شکل2-10)

 


 

 

شکل2-10 جعبه دنده کمکي از نوعSplitter و ترتيب تعويض دنده ها در اين نوع جعبه دنده


Range gear change : در اين نوع جعبه دنده، جعبه دنده کمکي بعد از جعبه دنده اصلي قرار مي گيرد. جهت تعويض دنده در اين نوع جعبه دنده ها ابتدا دنده کمکي را در حالت low قرار داده و دنده هاي اصلي را به ترتيب تغيير مي دهيم، سپس دنده کمکي را در حالت انتقال مستقيم يا high قرار داده و دوباره دنده هاي اصلي را به ترتيب عوض مي کنيم. (شکل2-11)
 

 

 

شکل2-11 جعبه دنده کمکي از نوعrange و ترتيب تعويض دنده ها در اين نوع جعبه دنده


هر دو نوع جعبه دنده هاي splitter و change مي توانند به صورت چرخدنده هاي ساده يا خورشيدي باشند. همچنين برخي از جعبه دنده ها در صورت نياز مي توانند از جعبه دنده هاي splitter و change به صورت همزمان استفاده کنند.
 

◄  ( PTO ( Power take-off :
PTO در واقع مکانيزمي است که تعدادي شفت محرک را براي بکار انداختن تجهيزات کمکي در برخي از خودروهاي خاص فراهم سازد. اين شفتها مي توانند نيروي محرک خود را از موتور و توسط دنده هاي تايمينگ سر ميل لنگ بگيرند؛ اما معمولاً در اکثر سيستمها اين نيرو را از قسمتي از جعبه دنده مي گيرند. کابردهاي مرسوم PTO ها شامل موارد زير هستند؛ مانند : پمپهاي هيدروليکي، کمپرسورها، ژنراتورها، بالابرها، جرثقيل ها، چرخ لنگرهاي دوار، قرقره هاي شيلنگ آتش نشاني، دستگاههاي مخلوط کننده، تيغه هاي ماشين برف روب و ديگر مکانيزمهاي مکانيکي که به منبع جداگانه اي از قدرت محرکه نياز دارند.
قدرت محرک PTO مي تواند توسط يکي از دنده هاي روي lay shaft فراهم شود و يا اينکه شفت مربوطه مستقيماً به انتهاي lay shaft متصل شود و چرخش خود را يکسره از خود شفت بگيرد. (شکل2-12) PTO ها بسته به نوع استفاده مي توانند به صورت تک سرعته يا دو سرعته کار کنند. در واقع سيستمي مانند جعبه دنده هاي کمکي در اين مورد نيز مورد استفاده قرار مي گيرد که فراهم آورنده دو سرعت متفاوت مي باشد. جهت دستيابي به سرعت دلخواه شفت نسبت دنده ها در اين مورد نيز مي تواند به صورت دلخواه انتخاب شوند.

 


شکل2-12 جعبه دنده بهمراه PTO هايي که قدرت خود را از دنده ها مي گيرند.


◄  اوردرايو (Over drive) :
وقتي جعبه دنده هاي استاندارد را در دنده بالا قرار مي دهيم، نسبت انتقال يك به يك است. در جاده هاي سرازيري در صورتيكه موتور اتومبيل قدرت كافي را داشته باشد و سرعت نيز در حد معقولي باشد موتور قادر خواهد بود كه اتومبيل را با نسبت تبديل كمتر از واحد نيز به حركت در آورد. براي اين منظور در گيربکس بعضي از اتومبيل ها وسيله اي بنام اوردرايو پيش بيني شده است. اوردرايو يا فوق سرعت يك سيستم مكانيكي است كه به انتهاي جعبه دنده هاي معمولي بسته مي شود. محور خروجي جعبه دنده محور ورودي اوردرايو را به حركت در مي آورد. اوردرايو شامل يك مجموعه دنده سياره اي است که بوسيله آن مي توان نسبت تبديل پايين تر از يک را بدست آورد.
يكي از مزاياي مهم اوردرايو آن است كه با استفاده از آن مي توان با ثابت نگهداشتن سرعت اتومبيل، دوران موتور آنرا تا حدود 30 درصد تنزل داد. طبعاً استفاده از اوردرايو سبب کاهش مصرف سوخت در ماکزيمم سرعت مي شود. اوردرايو با توجه به صحت عوامل زير عمل رضايت بخشي را ارائه خواهد كرد :
      1- موتور اتومبيل قدرت كافي را داشته باشد.
      2- سرعت اتومبيل در حد كافي باشد.
      3- جاده تقريباً مسطح يا سرازير باشد
 

 

شکل2-13 اثرات اوردرايو بر روي عملکرد موتور


استفاده از اوردرايو به خودي خود موجب تضمين سرعت حداكثر نخواهد بود. با افزايش سرعت اتومبيل مقاومت باد به سرعت زياد مي شود. در سرعت هاي خيلي زياد اثرات مقاومت ناشي از باد را مي توان با اثر بازدارندگي در يك سربالايي شيب تند قابل قياس دانست. در اين موقع است كه ديگر نمي توان دنده بالا يا اوردرايو را يك امتياز محسوب آورد و بايستي براي كار صحيح موتور اتومبيل را به يك دنده پايين تر منتقل ساخت. در شکل 2-13 نمودار مربوط به اثرات اوردرايو بر روي عملکرد موتور مي توان مشاهده کرد. ملاحظه مي شود که از اثرات اوردرايو کاهش مصرف سوخت و همچنين افزايش گشتاور موتور در ماکزيمم سرعت مجاز است. براي فراهم کردن چنين شرايطي و اضافه کردن اوردرايو به جعبه دنده هاي معمولي معمولاً از ترکيبهاي چرخدنده هاي سياره اي استفاده مي کنند. يک مجموعه خوشيدي يا سياره اي شامل يک دنده خورشيدي يا دنده مرکزي است که با دنده هاي هرز گرد سياره اي يا پينيونها که روي محور نگهدارنده يا بازو قرار گرفته اند، احاطه شده است؛ حرکت دوراني مي کنند و بطور دائم درگير مي باشند. پينيونها نيز در داخل دنده داخلي يا رينگ (به اين دليل به اين نام خوانده مي شود که محيط دايره از داخل دندانه دار شده است) احاطه شده و بطور دائم با اين دنده هاي سياره اي در گير مي باشند. (شکل2-14)
 

 

شکل2-14 نمونه ساده اي از چرخ دنده سياره اي واجزاي آن


اگر يک عضو از مجموعه چرخدنده سياره اي ثابت نگهداشته شود و عضو ديگر بچرخد، حاصل کار افزايش سرعت، کاهش سرعت يا چرخش معکوس خواهد بود. نتيجه کار بستگي به اين دارد که کدام عضو ثابت مانده و کدام عضو بچرخد.
در صورت عدم نياز به اوردرايو مي توان آنرا در وضع قفل شده قرار داد. وقتي دو قسمت از مجموعه دنده سياره اي بهم قفل شوند، مجموعه قادر به تغيير گشتاور يا دوران نبوده و همه آن به صورت يك واحد يكپارچه دوران خواهد كرد.
 سيستم انتقال قدرت اتوماتيک:
چون دستيابي به يک سيستم انتقال نرم و بدون صدا با استفاده از جعبه دنده هاي دستي مرسوم که در بالا اشاره شد، امکان پذير نمي باشد، بنابراين در جعبه دنده هاي اتوماتيک نيز همانند آنچه قبلاً براي اوردرايو گفته شد از سيستم چرخدنده خورشيدي استفاده مي شود. علاوه بر آن، اين نوع سيستم جعبه دنده اي مزاياي زيادي دارد:

1- تمام اعضا مجموعه خورشيدي برروي يک محور اصلي قرار دارند و در نتيجه همه آنها در يک مجموعه قرار گرفته اند.

2- دنده هاي خورشيدي هميشه بطور ثابت با هم در گير مي باشند و امکان حذف دنده و يا شکستن و سرو صدا کمتر وجود دارد و هم چنين تعويض دنده، سريع و بطور خودکار و بدون افت قدرت انجام مي گردد.

3- دنده هاي خورشيدي نسبت به جعبه دنده هاي استاندارد مي توانند سخت تر و قويتر باشند و بارهاي گشتاوري را بطور سريع منتقل نمايند و داراي حجم کمتري باشند. به اين دليل که گشتاور از ميان دنده هاي سياره اي عبور مي نمايند و نيرو بين چند دنده سياره اي تقسيم مي گردد، قدرت انتقال افزايش مي يابد.

4- موقعيت اعضا مجموعه سياره اي براي نگهداشتن يا درگيري و قفل نمودن آنها با يکديگر براي تعويض دنده ها نسبت به هم رابطه ساده اي دارند.

در جعبه دنده هاي اتوماتيک حتماً بايد از کلاچ هيدروليکي و مبدل گشتاور بجاي کلاچ اصطکاکي استفاده کرد. ساختمان و نحوه عمل اين مبدلها در قسمت کلاچها توضيح داده شد.
اغلب اين جعبه دنده هاي خودکار سه يا چهار دنده براي حرکت رو به جلو دارند. اين جعبه دنده ها در وضعيتهاي پارک، خلاص و دنده عقب نيز قرار مي گيرند. در اين خودروها دنده چهار معمولاً اوردرايو است. در بعضي از جعبه دنده هاي خودکار که شش دنده اند، دنده پنج اوردرايو است. خودروهايي که جعبه دنده خودکار دارند، معمولاً با دنده يک به راه مي افتند. سپس جعبه دنده به دنده هاي دو، سه و چهار مي رود. تعويض دنده ها و قفل شدن مبدل گشتاور بدون کمک راننده انجام مي شود. با افزايش سرعت خودرو، دنده ها تعويض مي شود و بار موتور کاهش مي يابد. راننده براي کاهش سرعت خودرو و متوقف کردن آن پايش را از روي پدال گاز برمي دارد و در صورت نياز ترمز مي گيرد. در اين حالت جعبه دنده مبدل گشتاور را خلاص مي کند و به صورت خودکار دنده معکوس مي رود؛ هنگامي که خودرو متوقف مي شود، جعبه دنده در دنده يک است. در اين حالت به کلاچي که با پا بکار مي افتد نيازي نيست. بکسواد کردن مبدل گشتاور اين امکان را مي دهد که حتي حين درگيري جعبه دنده نيز موتور درجا کار کند.
شکل کلي نمونه اي از اين جعبه دنده ها را در پايين مشاهده مي کنيد. همانطور که ملاحظه مي شود براي دستيابي به دنده مورد نظر بايد تعدادي از دنده هاي خورشيدي، پينيونها، بازوها يا رينگها ثابت يا بهم قفل شوند. براي بوجود آمدن اين شرايط، يکسري عملگر (مانند کلاچهاي يکطرفه، بستهاي قفل کننده و کلاچهاي چند صفحه اي) وجود دارد که با قفل شدن يا آزاد شدن هريک از آنها توسط سيستم کنترلي، تعدادي از دنده ها قفل شده و اتومبيل در دنده مورد نظر قرار مي گيرد.
در شکل2-15 نمونه اي از اين گيربکسهاي اتوماتيک بهمراه عملگرهاي آن را مشاهده مي کنيد. بعنوان مثال براي قرار گرفتن گيربکس در دنده يک، بايد کلاچهاي DC و FC و همچنين کلاچ يکطرفه OWC قفل شوند. براي ديگر دنده ها نيز به همين ترتيب عملگرهاي ديگر عمل مي کنند.

 

 

One Way Clutch OWC

Brake (L+R)B

Brake ODB

Clutch FC

Brake 2GB

Clutch (H+R)C

ClutchDC

 

applied

-

-

applied

-

-

applied

First D

-

applied

-

applied

applied

-

applied

Second D

-

-

-

applied

-

applied

applied

Third D

-

-

applied

applied

-

applied

-

Fourth D

-

applied

-

-

-

applied

applied

Reverse R

 

شکل2-15شکل شماتيکي ازگيربکسهاي اتوماتيک بهمراه عملگرهاي آن


◄  سيستم کنترل هيدروليکي جعبه دنده اتوماتيک:
سيستم هيدروليکي، سيال تحت فشار لازم براي بکار انداختن جعبه دنده خودکار را تامين مي کند. کلاً سيستم هيدروليکي کارهاي زير را انجام مي دهد:
         سيال را به مبدل گشتاور مي رساند.
         سيال تحت فشار را بسوي پمپ بست قفل کننده و کلاچهاي چند صفحه اي هدايت مي کند.
         قطعات داخلي را روغنکاري مي کند.
         مبدل گشتاور و ساير قطعات را خنک مي کند.
همانطور که ديديم عمل تعويض دنده يا تغيير کارکرد عملگرها در اين نوع جعبه دنده ها به صورت خودکار و بدون دخالت راننده انجام مي پذيرد. جهت نيل به اين مقصود بايد اطلاعاتي از وضعيت حال حاضر خودرو در دسترس باشد، تا سيستم کنترلي بتواند بر اساس اين اطلاعات تصميم گيري نمايد. اين اطلاعات که در واقع زمان تعويض دنده را مشخص مي کنند از سه طريق بدست مي آيند :
         دور خروجي جعبه دنده
         دور موتور
         بار موتور (ميزان گشودگي دريچه گاز)
 

هر کدام از اين عوامل فشارهاي متغيري را در مسير هيدروليکي سيستم کنترلي ايجاد مي کنند که در نتيجه تاثير اين فشارها برروي شيرهاي هيدروليکي در سر راه و نهايتاً برروي بستهاي قفل کننده و کلاچهاي چند صفحه اي و تغيير وضعيت هر يک از آنها، مي تواند دنده خودرو عوض شود.
در شکل 2-16 شماي کلي از اين سيستم کنترل را بهمراه اجزاي عمل کننده آن مشاهده مي کنيد

 


شکل2-16 اجزاي سيستم کنترل در ارتباط با يکديگر و نحوه عمل عملگرها


◄  بست قفل کننده (band brake) :
بست قفل کننده در واقع کفشک ترمزي است که دور يک کاسه کلاچ فلزي مي پيچد. بست قفل کنده با ماده اي از جنس لنت ترمز پوشانيده مي شود. وقتي اين بست روي کاسه کلاچ فشرده مي شود، کاسه کلاچ و چرخدنده خورشيدي از چرخش باز مي ايستند و ثابت مي شوند. يک سر بست قفل کننده به پوسته جعبه دنده متصل است و سر ديگر آن با يک پمپ در ارتباط است. (شکل2-17) پمپ وسيله اي در سيستم هيدروليک است که فشار هيدروليکي را به حرکت مکانيکي تبديل مي کند. وقتي فشار هيدروليکي سيال تحت فشار به پشت پيستون پمپ هدايت مي شود، پيستون به حرکت در مي آيد. پيستون بر نيروي فنر پمپ غلبه کرده و به ضامن بست، فشار وارد مي آورد. در نتيجه بست قفل کننده به کار مي افتد. جهت آزاد کردن بست نيز فشار روغن از پشت پيستون برداشته مي شود.

 


شکل2-17 بست قفل کننده

 

◄  کلاچ چند صفحه اي (multiple clutch):
اين کلاچ که شامل چند صفحه کلاچ مي باشد در داخل کاسه کلاچ قرار دارد. اين صفحه ها يک در ميان فولادي و اصطکاکي اند. صفحه هاي فولادي لختند اما هر دو طرف صفحه هاي اصطکاکي لنت کوبي شده اند. صفحه هاي فولادي با هزارخاربه کاسه کلاچ متصلند. صفحه هاي لنت کوبي شده با هزارخار به يک توپي در کلاچ متصلند تا مجموعه چرخدنده سياره اي را کنترل کند. (شکل2-18) براي درگير کردن کلاچ، فشار روغن به پشت پيستون کلاچ هدايت مي شود، در نتيجه پيستون به حرکت در مي آيد و صفحه ها را به هم مي فشارد. صفحه ها چرخدنده خورشيدي را به بازو قفل مي کنند. در اين حالت مجموعه چرخدنده سياره اي بصورت واحدي يکپارچه مي چرخد.

 


 

شکل2-18 کلاچ چند صفحه اي

◄  گاورنر :
گاورنر وسيله اي حساس به سرعت است که فشار هيدروليکي را متناسب با سرعت محور خروجي تغيير مي دهد. فشار گاورنر تعويض دنده را متناسب با سرعت خودرو کنترل مي کند. گاورنر حرکت خود را از محور خروجي جعبه دنده مي گيرد. فشار لوله اصلي توسط پمپ به گاورنر مي رسد. وقتي محور خروجي آهسته مي چرخد، نيروي گريز از مرکز تاثير اندکي بر وزنه هاي گاورنر دارد. در اين حالت گاورنر فشار مختصري را به يکطرف شير راه دهنده وارد مي کند. با افزايش سرعت محور خروجي و خودرو، وزنه ها به طرف خارج متمايل مي شوند. در نتيجه شير گاورنر بيشتر باز شده و فشار گاورنر افزايش مي يابد.

◄  سيستم انتقال قدرت پيوسته متغير (CVT) :
ايده استفاده از سيستمهاي انتقال قدرت پيوسته متغير از سالها قبل مطرح شده بود ولي تنها در چند سال اخير سازندگان اتومبيل به آن رو آورده اند. بر خلاف سيستم هاي انتقال متداول دستي يا اتوماتيک درCVT ، نسبت دنده هاي مجزا با نسبتهاي قابل تنظيم پيوسته جايگزين مي شود. سيستم CVT مي تواند به طور ثابت نسبت دنده خود را براي بهبود راندمان موتور و ايجاد يک منحني گشتاور- سرعت مناسب تغيير دهد. اين ويژگي باعث بهبود مصرف سوخت و نيز شتاب گيري در مقايسه با سيستم هاي انتقال قدرت متداول مي شود.
علي رغم اينکه يک دهه است که سيستم CVT در اتومبيلها استفاده مي شود، ولي محدود بودن گشتاور و پايين بودن قابليت اطمينان آنها بکارگيري اين سيستم را محدود کرده است.

◄  انواع CVT  :
اصولاً CVT ها سه جز اساسي دارند :
          يک تسمه لاستيکي يا فلزي با توان کششي بالا
          يک قرقره متغير ورودي
          يک قرقره متغير خروجي
CVT ها همچنين ريزپردازنده ها و سنسورهايي نيز دارند اما اجزاي اصلي و کليدي آنها همان سه مورد بالا مي باشد. امروزه تحقيقات زيادي بر روي انواع گوناگوني از سيستمهاي انتقال قدرت پيوسته متغير انجام شده که برخي از آنها عبارتند از : CVT نوع تسمه فشاري ، CVT نوعtoroidal يا محرک کششي ،CVT نوع تسمه اي الاستومر با قطر متغير ، CVT با هندسه متغير و CVT نوع محرک کششي انحرافي و انواع ديگري که تحقيقات روي آنها ادامه دارد.

◄  CVT نوع تسمه فشاري :
در اين نوع که پر کاربردترين نوع از سيستمهاي CVT است، يک تسمه توان را بين دو قرقره مخروطي که يکي ثابت و ديگري متحرک است، منتقل مي کند. هر قرقره از دو مخروط با زوايايي حدود 20 درجه تشکيل مي شود که يک تسمه V شکل نيز روي شيار بين دو قرقره سوار مي شود. بسته به فاصله بين مخروطهاي هر قرقره مقدار دور تسمه روي هر قرقره مشخص مي شود. (شکل2-19) چنانچه دو مخروط به هم نزديک باشند، قطر حلقه تسمه روي آن قرقره زياد و اگر مخروطها از هم دور شوند، قطر حلقه کم مي شود. وقتي قطر يک قرقره افزايش مي يابد، قطر طرف ديگر کاهش مي يابد تا سفتي تسمه حفظ شود. جهت اعمال نيروي لازم براي تنظيم فاصله بين مخروطهاي هر قرقره مي توان از فشار هيدروليک، نيروي گريز از مرکز يا فنرهاي کششي استفاده کرد.
 

 

شکل2-19 CVT نوع تسمه فشاري


همانطور که ديديم به صورت تئوري و با استفاده از اين روش بينهايت نسبت انتقال مي توان ساخت. در واقع مي توان گفت شايد بهترين گزينه براي سيستم انتقال قدرت همين CVT باشد. اما بايد توجه داشت که تسمه مي تواند بلغزد يا کش بيايد که اين خود سبب افت راندمان مي گردد. اما با استفاده از مواد جديد در ساخت تسمه ها اين افت را حتي الامکان کاهش داده اند. يکي از مهمترين پيشرفتها در اين زمينه استفاده از تسمه هاي فولادي است. (شکل2-20) اين تسمه هاي انعطاف پذير از چندين نوار باريک فلزي (بين 9-12) که بصورت محکمي روي هم قرار گرفته اند تشکيل شده است. اين تسمه هاي فلزي نمي لغزند و دوام بالايي دارند و امکان انتقال گشتاورهاي بزرگتري با استفاده از آنها وجود دارد. اين تسمه ها همچنين کم سروصدا تر از تسمه هاي لاستيکي کار مي کنند.
 

 

شکل2-20 مدلي از تسمه هاي فولادي مورد استفاده در CVT نوع تسمه فشاري


در اين نوع CVT يک سنسور، خروجي موتور را حس کرده و سپس يک مدار برقي فاصله بين قرقره ها و در نتيجه کشش تسمه را افزايش يا کاهش مي دهد. تغيير پيوسته فاصله بين قرقره ها مشابه عمل تعويض دنده مي باشد.

◄  CVT نوع toroidal يا محرک کششي:
در اين نوع ازCVT قرقره ها و تسمه ها توسط ديسکها و غلتکهاي انتقال قدرت جايگزين مي شوند. اگرچه اين سيستم کاملاً متفاوت از سيستم قبل بنظر مي آيد، ولي همه اجزا آن قابل مقايسه با CVT از نوع تسمه فشاري مي باشد. به اين صورت که :
يک ديسک به موتور متصل است که در واقع معادل قرقره محرک است.
ديسک ديگر به شفت متحرک متصل است که معادل قرقره متحرک است.
غلتکها نيز بين ديسکها عمل مي کنند، همانند تسمه که در شيار بين قرقره ها قرار دارد.
غلتکها در امتداد دو محور مي چرخند. آنها حول محور افقي گردش مي کنند و حول محور عمودي کج مي شوند که اين امر سبب مي شود که غلتکها با ديسک در سطوح مختلف تماس پيدا کنند و همين سبب ايجاد نسبتهاي انتقال گوناگون مي شود. مثلاً هنگاميکه يکي از لبه هاي غلتکها با نقطه با قطر کم ديسک محرک در تماس باشد، لبه ديگر غلتکها بايستي نقطه با قطر زياد ديسک متحرک را لمس مي کند؛ که نتيجه آن کاهش در سرعت و افزايش گشتاور است و برعکس. (شکل2-21)

 


شکل2-21 CVT نوعtoroidal يا محرک کششي در حالتهاي مختلف از انتقال قدرت


◄  CVT نوع تسمه اي الاستومر با قطر متغير :
در اين نوع CVT ، از يک تسمه مسطح و انعطاف پذير که روي تکيه گاههاي متحرک قرار گرفته استفاده مي شود. اين تکيه گاهها مي توانند شعاع را تغيير داده و در نتيجه نسبت انتقال نيرو را عوض کنند. (شکل2-22) با اين وجود، در نسبتهاي دنده بالا تکيه گاهها جدا شده و يک مسير ناپيوسته دنده را ايجاد مي کنند که منجر به مشکلاتي نظير خزش و لغزش مي گردد.
 


شکل2-22 CVT نوع تسمه اي الاستومر با قطر متغير


◄  انواع ديگر CVT :
انواع ديگري از CVT نيز وجود دارد، ولي کاربرد آنها به اندازه نوع فشاري و Toroidal گسترش نيافته است. در نوع محرک کششي انحرافي از يک محور مخروطي و لولا براي تعويض دنده در CVT استفاده مي شود و يا برعکس. به اين ترتيب يک نسبت دنده پيوسته ايجاد مي شود.
در CVT با هندسه متغير از چرخ دنده هاي خورشيدي قابل تنظيم براي تغيير نسبت دنده ها استفاده مي گردد. اين نوع CVT بيشتر شبيه CVT هاي متداول و سيستم انتقال قدرت معمولي قابل انعطاف مي باشد.

◄  مزاياي CVT :
رانندگان اغلب با تعويض نرم دنده مواجه نيستند، ولي در سيستم CVT عمل تغيير نسبت انتقال به نرمي صورت مي گيرد، بنحوي که راننده يا مسافران تنها شتاب گرفتن اتومبيل را احساس مي کنند. از نظر تئوري،CVT باعث خرابي کمتر موتور و انتقال مطمئن تر توان خواهد شد، در حاليکه تعويض سريع دنده و دنده هاي مجزا باعث مي شود که موتور در سرعتي غير از سرعت بهينه کار کند. علاوه بر اين سيستم CVT راندمان و عملکرد بهتري دارد. در شکل2-23 راندمان انتقال توان يک گيربکس پنج سرعته (درصد توان منتقل شده موتور توسط سيستم انتقال) آورده شده است. راندمان متوسط اين گيربکس 86 درصد و راندمان متوسط يک گيربکس دستي 97 درصد مي باشد. در شکل2-24 نيز محدوده راندمان چند نوع سيستم CVT جهت مقايسه با راندمان گيربکس آورده شده است.

 

دنده محدوده راندمان
1 60 تا 85 درصد
2 60 تا 90 درصد
3 85 تا 95 درصد
4 90 تا 95 درصد
5 85 تا 94 درصد

 

شکل2-32

 

نوع CVT محدوده راندمان
تسمه لاستيکي 90 تا 95 درصد
تسمه فولادي 90 تا 97 درصد
کششي Toroidal 70 تا 94 درصد
کششي انحرافي 75 تا 96 درصد
هندسه متغير 85 تا 93 درصد


شکل2-24 محدوده راندمان چند نوع سيستم CVT


مشاهده مي شود که راندمان سيستم هاي CVT نسبت به گيربکسهاي اتوماتيک بهتر است. علاوه بر اين به دليل اينکه سيستمهاي CVT اين امکان را براي موتور فراهم مي کنند که بتوانند صرف نظر از سرعت خودرو در نقطه طراحي کار کنند، مصرف سوخت اتومبيل نيز کاهش يافته و در نقطه بهينه قرار مي گيرد. آزمايشات نشان مي دهد که مصرف سوخت با استفاده از CVT ، 10 درصد کمتر از مصرف سوخت با استفاده از يک گيربکس چهار سرعته اتوماتيک مي باشد.

◄  معايب CVT :
توسعه سيستم هاي CVT به دلايل مختلفي کند بوده است. از جمله اينکه به دليل عملکرد مطلوب گيربکسهاي دستي و اتوماتيک و کاهش مصرف سوخت با استفاده از آنها نيازي به سيستم هاي CVT احساس نمي شد. يکي از معايب اصلي مدلهاي اوليهCVT ، لغزش بين تسمه و غلتک آنها بود، زيرا فاقد دندانه بوده و نمي توانستند يک اتصال مکانيکي صلب را ايجاد کنند. محرکهاي اصطکاکي معمولاً در معرض لغزش هستند، مخصوصاً در گشتاورهاي بزرگ. در مدلهايي از CVT که در سالهاي 1950 و 1960 استفاده مي شد، موتورها براي جبران لغزش، در دورهاي بالاتري کار مي کردند، به خصوص هنگام شتاب گيري از حالت سکون و گشتاور ماکزيمم. يکي از راه حلهاي ساده براي اين مشکل، استفاده از CVT در اتومبيلهايي است که موتور آنها گشتاور کمي توليد مي کنند. شايد بيشتر از هر علتي، هزينه اين نوع سيستمها مانع از رشد و توسعه آنها شده است

آشنايي با ECU (واحد کنترل الکترونيک خودروهاي انژکتوري

 ECU مخفف Electronic Control Unit يا واحد کنترل الکترونيک مي باشد و نقش هدايت و کنترل يک خودروي انژکتوري را بر عهده دارد. همانطور که مي دانيد خودروهاي انژکتوري بدليل عملکرد بهتر و توانايي پاس کردن استانداردهاي آلودگي، بطور کامل در تمام دنيا جايگزين خودروهاي کاربراتوري شده اند و مغز اين سيستم ECU مي باشد. ECU با توجه به سنسورهايي که به موتور متصل است وضعيت و شرايط خودرو را تحليل کرده و پاسخهاي لازم را به خروجيها که عبارتند از: انژکتورها، جرقه زنها و ... اعمال مي کند. سنسورهاي کيت هاي انژکتوري مختلف هستند که هر چه تعداد آنها بيشتر باشد ECU بهتر مي تواند شرايط موتور را درک کند. سنسورهاي مهم خودروهاي انژکتوري عبارتند از: سنسور دور يا RPM، سنسور فشار داخل مانيفولد يا MAP، سنسور دريچه گاز يا TPS، سنسور دماي آب يا CTS، سنسور دماي هوا ATS، سنسور اکسيژن يا لاندا، سنسور ضربه و ...

◄  سازندگان معروف ECU چه شرکتهايي هستند؟
1) شرکت Bosch آلمان: اين شرکت بهترين و معروفترين سازنده ECU و کيت انژکتوري در دنيا مي باشد و در اغلب خودروهاي پيشرفته جهان نشاني از آن را مي توان يافت. چند مدل از زانتيا موجود در ايران داراي کيت انژکتوري Bosch مي باشد.

۲) شرکت Delco آمريکا: اين شرکت يکي از قديمي ترين شرکتهاي سازنده ECU مي باشد و ECU آن در اغلب خودروهاي آمريکايي بخصوص خودروهاي شرکت GM يا جنرال موتورز بکار رفته است مانند کاديلاک، پونتياک و... همچنين در خودروهاي دوو کره مانند دوو ESPERO.

۳) شرکت Ford آمريکا: اين شرکت سازنده خودرو، سازنده ECU البته براي خودروهاي فورد مي باشد و اولين بار ايده کنترل تطبيقي يا خود-يادگير در خودروهاي اين شرکت عملا پياده سازي شد.

۴) شرکت Siemens آلمان: فعاليت اين شرکت گرچه به اندازه رقيب آلماني آن يعني Bosch نيست اما ECU هاي خوبي مي سازد. ECU پرايد انژکتوري موجود در ايران طراحي اين شرکت است.

۵) شرکت Magneti Marelli ايتاليا: اين شرکت در اروپا محبوبيت زيادي داشته و بر روي اغلب خودروهاي اروپايي کيت آن نصب است. به عنوان مثال خودروهاي فيات مدل PUNTO و فولکس واگن مدل GOLF IV، مزدا ۳۲۳.

۶) شرکت Sagem فرانسه: بر روي اغلب ماشينهاي فرانسوي ECU اين شرکت نصب است. بنابراين پژو ۲۰۶، مدلهايي از زانتيا؛ همچنين خودروهاي ايراني مانند سمند و پيکان انژکتوري.

۷) شرکت Nippon Denso ژاپن: اين شرکت توسط شرکت تويوتا تاسيس شده و بخش عمده سهام آن را دارا مي باشد البته ۶ درصد سهام آن متعلق به شرکت Bosch است. ECU اغلب خودروهاي تويوتا (مانند تويوتا لندکروز ) و برخي خودروهاي ژاپني مانند نيسان، هوندا، سوزوکي و ... متعلق به اين شرکت مي باشد.

شرکتهاي ديگري هم هستند مانند HITACHI، MATSUHITA، LOTUS و ...

◄  UNICHIP يا فن آوري تنظيم ECU :
امروزه موتورهاي انژكتوري نقشي بسيار اساسي در موفقيت صنايع خودروسازي ايفاء مي‌نمايند و كيفيت و قابليتهاي آن، درصد كارايي خودرو را نشان مي‌دهد. همانطور كه مي‌دانيم كنترل كننده موتورهاي انژكتوري، بردي الكترونيكي به نام ECU مي‌باشد و در واقع كارايي اين بخش تعيين كننده كيفيت يك موتور و در ابعادي ديگر كيفيت خودرو خواهد بود؛ بدين معني كه هرچقدر ECU يك موتور بهتر طراحي شده باشد، آن موتور كيفيت بهتري خواهد داشت.
ECU بر اساس سنسورهايي كه بدان متصل است شرايط كار موتور را درك كرده و فرامين مناسب را به انژكتورها و شمعها صادر مي‌كند. از آنجا كه ديناميك خودرو بسيار پيچيده و غير خطي مي‌باشد، طراحان ECU براي سهولت كار، جداولي را به نام map داخل حافظه ECU مي‌ريزند كه در آن مقدار پاشش سوخت و زاويه آوانس در هر دور و بار موتور مشخص شده است. هر چه دقت اين جداول بيشتر باشد، دقت عملكرد ECU بيشتر خواهد بود.
نكته‌اي كه بايد توجه كرد اينست كه مقادير اين جدولها وابستگي مستقيمي به پارامترهاي جغرافيايي موتور، نظير فشار و دماي هوا دارد. شركتهاي خودروسازي، ECU را براي يك آب و هواي خاص طراحي نمي‌كنند بلكه مقادير map را بگونه‌اي تنظيم مي‌كنند كه براي انواع شرايط جغرافيايي جوابي بهينه و معقول بدهد. بنابراين map، در اين حالت براي تمام خودروهاي از يك مدل بهينه است نه هر خودروي خاص؛ زيرا هيچ دو خودرويي، حتي از يك مدل كاملاً مانند يكديگر نيستند.
اگر سيستمي بتواند اين نقيصه را از ECUها برطرف كند، آنگاه مي‌توان به طور اختصاصي map هر خودرو را كاليبره كرده و توان آن را افزايش داد.
امروزه تيونينگ ECU خودروها، بحث جا افتاده اي است و شرکتهاي بسياري در اين زمينه فعاليت مي کنند بطور کلي دو روش براي تيونينگ خودروهاي انژکتوري وجود دارد. روش اول خواندن ديتاهاي (map) ECU و دادن ديتاهاي جديد که شرکتهاي بسياري در اين زمينه فعالند از جمله: Eurochip، Chip Tuning، Tech TV، Autospeed و ...يکي از اشکالات اين روش اينست که بشدت وابسته به ساختار ECU است و با پيچيده شدن سخت افزار ECU امکان خواندن و تغيير ديتاهاي آن مشکل و گاهي غيرممکن مي شود مگر آنکه شرکت سازنده ECU خود نحوه دسترسي به اطلاعات را در اختيار شرکتهاي تيونينگ بگذارد. روش دوم اضافه کردن يک سخت افزار جانبي به ECU جهت تغيير پارامترهاي ECU است. اين روش گرچه گرانتر تمام مي شود اما وابسته به نوع ECU نيست. يکي از شرکتهايي که در اين زمينه فعال است
، شرکت Dastek است. شرکتي که در آفريقاي جنوبي قرار دارد و با پرسنلي در حدود 30 نفر توانسته موفقِِِِت چشمگيري داشته باشد.جالب است بدانيد که اين شرکت بظاهر کوچک توانسته است محصول خود را به کشورهاي مختلف دنيا صادر کند و بيش از 300 نمايندگي فروش در سرتاسر دنيا دارد كه فقط 100 تا از آنها در ايالات متحده آمريكا هستند. نام اين محصول UNICHIP است.
اصول عملکرد UNICHIP بدين صورت كه سنسورهاي اصلي در يك موتور انژكتوري (MAP, RPM) را خوانده و سپس با توجه به نقطه كار موتور، مقاديري مجازي از اين دو سنسور را به ECU اعمال مي‌كند؛ بگونه‌اي كه رفتار ECU نسبت به حالت قبل بهبود پيدا مي‌كند.
آمارها نشان مي‌دهد كه موفقيت UNICHIP در اين زمينه بسيار بالا بوده است:از هر 400 خودرو، فقط يك خودرو ممكن است با UNICHIP بهينه نگردد، 80% خودروهايي كه در آفريقاي جنوبي استفاده مي‌شوند، UNICHIP را در خودروهاي خود نصب كرده‌اند، UNICHIP بر روي بيش از 320 مدل موتور از خودروسازان بزرگ دنيا پياده شده است.

 کار روغن موتور چيست؟

وظايف اصلي روغن موتور ؛ روان سازي قسمتهاي متحرک موتور ، به حداقل رساندن اصطحکاک و فرسايش ، کمک به کاهش حرارت و به خود گرفتن کثافات ، ذرات معلق و رسوبات لجني حاصل از احتراق مي باشد.
بدليل اينکه روغن موتور بايد اين چند کار پيچيده را به طور همزمان انجام دهد ، يک فرمولاسيون شيميايي پيچيده را مي طلبد ، اما شما براي آنکه بدانيد روغن موتور چگونه عمل مي کند ، چگونه رده بندي مي شود و چگونه بايد نوع صحيح آنرا براي خودرويتان برگزينيد ، نياز به شيميدان و يا مهندس شيمي بودن ، نداريد. کافي است با انواع مختلف روغن موتور ، رده بنديهاي آن و علائم و اختصاراتي که براي آن استفاده مي شود ، آشنا باشيد.

◄  انواع روغنها:
در حال حاضر روغنهاي موتور خودروها به ۳ نوع کلي تقسيم مي شوند :
الف : مينرال ( ارگانيک )          ب : سنتتيک          ج : نيمه سنتتيک Premium ))

الف - مينرال :
روغني است که بر پايه نفت خام ساخته مي شود و همان روغني است که سالهاست در خودروها بکار برده مي شود و همه ما با آن آشنايي داريم.

ب - سنتتيک :
روغني است که از ترکيبات شيميايي يا پوليمراسيون هيدروکربنها (Olefins ) توليد مي شود و نه با تصفيه نفت خام ، اين نوع روغن ، اولين بار براي موتورهاي جت بکار گرفته شد که بدليل مزايايي که اين نوع روغن نسبت به نوع مينرال داراست در ساليان اخير مصرف آن در خودروها نيز فزوني يافته است. روغنهاي سنتتيک انواع مختلف با مواد تشکيل دهنده متفاوتي دارند که اين امر آنها را از لحاظ کيفيت و نوع مصرف نيز با يکديگر متمايز مي سازد ، از بين صدها نوع روغن سنتتيک با فرمولاسيون هاي مختلف که هر يک محاسن و معايبي را نيز دارا هستند ، نوعي که بر پايه Polyalphaolefins يا به اختصار ( PAO ) ساخته مي شود و مقادير کمي هم Ester در خود دارد ، داراي کارآيي و مقبوليت بيشتري است.

 


از مزيت هاي اکثر روغن هاي سنتتيک مي توان موارد زير را ذکر کرد :
۱- کاهش مصرف روغن بدليل عمر بيشتر روغن
۲- غير خورنده و غير سمي بودن
۳- تبخير شوندگي پايين
۴- دماي سوختن بالا
۵- مقاومت در برابر اکسيداسيون بالا
۶- دارا بودن شاخص ويسکوزيته بالا به صورت طبيعي ( عکس العمل سريع در مقابل تغييرات دما )
۷- کاهش مصرف سوخت تا ۲/۴ درصد
۸- نقطه روان شدن پايين
۹- قابليت استفاده از روغنهاي با گستره ويسکوزيته زياد بدون نگراني از شکست پليمرها ( در ادامه توضيح داده خواهد شد )
عيب اين نوع روغنها نيز ، قيمت بالاي آنها و عدم تطابق کامل با موتورهاي با تکنولوژي قديمي است.

ج - نيمه سنتتيک :
مخلوطي است از روغن سنتتيک و مينرال ( ارگانيک ) ، اين نوع روغن کيفيت روغنهاي سنتتيک را ندارد اما در شرايط سخت ؛ نظير دماهاي بالا و يا بار زياد عملکرد بهتري نسبت به نوع مينرال داراست و بيشتر براي وانتها و SUV ها مصرف مي شود و قيمت آن نيز کمي بيشتر از مينرالهاست.
براي آگاهي از اينکه کداميک از روغنهاي فوق براي خودروي شما مناسب است ، بهترين منبع و مأخذ دفترچه راهنماي خودرو يا برچسبهاي داخل محفظه موتور مي باشد ( در صورتيکه نوع روغن مشخص نشده ، معناي آن استفاده از همان نوع قديمي مينرال است ). استفاده از روغن مينرال يا نيمه سنتتيک براي موتوري که تنها استفاده از روغن سنتتيک در آن توصيه شده ، مي تواند براي موتور خطر آفرين باشد ، اما در مقابل استفاده از روغنهاي سنتتيک يا نيمه سنتتيک براي موتورهايي که براي استفاده از نوع مينرال طراحي شده اند ( موتورهاي قديمي ) با تمهيدات خاصي ، از نظر توليد کنندگان روغنهاي سنتتيک بلا مانع است. اما بسياري از متخصصين بدلايل زير اين کار را نيز اشتباه و مضر مي دانند :
۱- هر يک از انواع مختلف روغنهاي سنتتيک با توجه به فرمول شيميايي ، قابليت تطابق با برخي انواع لاستيکها و الاستومرها را نداشته و در نتيجه اگر از روغن سنتتيکي با فرمول خاصي براي موتوري با واشرها و درزبندهايي که با آن فرمول روغن سازگار نباشد ، استفاده شود باعث نشتي روغن و مسائلي از اين قبيل خواهد شد ( روغنهاي مينرال باعث تورم واشرها و جلوگيري از نشتي آنها مي شوند ، اما روغنهاي سنتتيک در مورد برخي انواع واشرها داراي اين خاصيت نيستند و حتي برخي از آنها ، باعث خورده شدن برخي انواع واشرها ، مي شوند ) در اين راستا حتي استفاده از روغن سنتتيک با مواد تشکيل دهنده اي متفاوت از آنچه در دفترچه راهنماي خودرو درج شده ، براي خودروهايي که با اين نوع روغن کار مي کنند نيز مي تواند خطر ساز باشد ، چه رسد به استفاده از اين نوع روغنها در موتورهايي که بر پايه استفاده از روغن مينرال طراحي شده اند ، بعنوان مثال روغن سنتتيک بر پايه Polyglycol با پلي استرها ، پلي کربنيکها ، ABS ، پلي ونيل کلرينها ،Polyphenylene Oxide ( همگي پلاستيک هستند ) و Buna S ، بوتيل ، Neoprene و لاستيک طبيعي ( همگي الاستومر هستند ) سازگاري خوبي ندارد و يا روغن سنتتيک بر پايه PAO نيز که اکثر روغنهاي سنتتيک موجود در بازار بر اين پايه هستند ( بدليل شباهت زياد به خواص روغنهاي مينرال ) با لاستيک طبيعي ، EPDM ، بوتيل و Buna S که همگي الاستومر هستند ، سازگاري ضعيفي دارد ، ليست برخي از انواع روغنهاي سنتتيک و قابليت تطابقشان با انواع الاستومرها و لاستيکها ، همچنين حلاليت هر کدام در افزودنيها و لجن موتور به همراه خواص و عدد VI ( در ادامه بررسي خواهد شد )
۲- روغنهاي سنتتيک در مقايسه با روغنهاي مينرال با لايه نازک تري بر روي قطعات موتور مي نشيند ( به همين خاطر فاصله قطعات ثابت و متحرک موتور هايي که با روغن سنتتيک کار مي کنند کمتر مي باشد ) از اينرو استفاده از اين نوع روغن براي موتورهايي که با تکنولوژي قديمي مينرال طراحي شده اند ، باعث نشتي پيستون خواهد شد. البته اين مورد از طرف سازندگان روغنهاي سنتتيک با دلايل قابل قبولي رد مي شود ، اما در عمل اين مشکل ، درباره خودروهاي قديمي ديده شده.
به هر روي در صورتي که سالهاست از روغن مينرال استفاده مي کنيد و خودرويتان داراي تکنولوژي قديمي است ، از استفاده از اين نوع روغنها بپرهيزيد ، اما درصورتيکه داراي خودرويي با تکنولوژي نسبتا جديد هستيد و از بي خطر بودن تعويض روغن از مينرال به سنتتيک يا نيمه سنتتيک اطمينان داريد ، از نوعي که برپايه PAO ساخته شده استفاده نموده و اين موضوع را نيز از ياد نبريد که با تعويض روغن از مينرال به سنتتيک باعث مي شويد رسوبات پخته شده روغنهاي مينرال از روي قطعات موتور کنده شده و در موتور غوطه ور گشته و پس از مدتي موتور را از کار بيندازد ، به همين خاطر قبل از اين تعويض بايد موتور را يا به طور کامل رسوب زدايي نموده و يا اينکه از روغنهاي فلاشينگ ( Flush Oil ) استفاده نماييد ( اين نوع روغن فقط مخصوص تميز کردن موتور مي باشد ) به اين ترتيب که روغن مينرال را بدون تعويض فيلتر تخليه کرده و روغن فلاشينگ را جايگزين نموده و اجازه دهيد موتور به مدت ۲۰ دقيقه درجا کار کند ، پس از آن ميتوانيد روغن فلاشينگ را تخليه کرده ، فيلتر را تعويض نموده و روغن سنتتيک يا نيمه سنتتيک را جايگزين نماييد.

◄  چند نکته :
· روغنهاي نيمه سنتتيک ، همانگونه که ذکر شد مخلوطي هستند از روغن مينرال و سنتتيک و مي توانند همان مشکلات روغن سنتتيک را براي موتورهاي ساخته شده براي روغنهاي مينرال پديد آورند.
· در خودروهايي که استفاده از روغن سنتتيک در آنها توصيه شده ، حتما از نوع مشخص شده استفاده نماييد و درصورتيکه به جهت قرارداد شرکت توليد کننده با شرکت نفتي خاصي ، تنها نام روغن مربوطه در دفترچه راهنما ذکر شده و از توضيح بيشتر در مورد آن خودداري شده ، و بر روي ظرف آن روغن هم توضيحي درباره نوع مواد تشکيل دهنده ، داده نشده ، تنها از همان نوع روغن استفاده نماييد.
· در صورتي که به تعويض نوع روغن از مينرال به سنتتيک در خودروي خود اصرار داريد ، نوعي که اکثر روغنهاي سنتتيک موجود در بازار را شامل مي شود ، يعني PAO را ، انتخاب نماييد ، چرا که بيش از ديگر انواع روغنهاي سنتتيک به نوع مينرال شبيه است.


◄  ويسکوزيته روغنها:
ويسکوزيته يا گرانروي ، يک مختصر فيزيکي سيالات است ، که به مقاومت آنها در برابر جريان يافتن بستگي دارد. به طور مثال آب داراي ويسکوزيته پايين و عسل داراي ويسکوزيته بالايي است ، ويسکوزيته مايعات تابعي است از دما ، بدين معنا که با افزايش دما ويسکوزيته کم و با کاهش دما ويسکوزيته افزايش مي يابد. ويسکوزيته در مورد روغن به طور عاميانه ، با نام وزن نيز شناخته مي شود.
روغنها با ويسکوزيته هاي مختلف براي شرايط آب و هوايي مختلف توليد مي شوند ، استفاده از روغن با ويسکوزيته بالا در زمستان ؛ روانکاري موتور را تا زمان گرم شدن به تاخير انداخته و در اين مدت روغن به تمامي قسمتهاي موتور نخواهد رسيد ، همچنين استفاده از روغن با ويسکوزيته پايين در تابستان نيز باعث سايش قطعات موتور مي گردد. پس انتخاب ويسکوزيته مناسب براي روغن موتور يک خودرو ، کاملا تابع شرايط آب و هوايي است ، که البته اخيرا وجود روغنهاي چهار فصل ( Multi Grade ) يا همان چند ويسکوزيته ، نياز به تغيير روغن ، به نسبت تغيير فصل يا شرايط آب و هوايي را تا حدودي بر طر ف نموده است ، اما استفاده از تنها يک نوع روغن چهار فصل از نوع مينرال براي تمامي فصول نيز با توجه به دلايلي که در ادامه توضيح داده خواهد شد ، پيشنهاد نمي شود.
انجمن مهندسين خودرو ( SAE ) براي راحتي کار ، ميزان ويسکوزيته روغنها را بوسيله يکسري اعداد ، طبقه بندي نموده. اين طبقه بندي براي روغن موتور بين ۰ تا ۶۰ مي باشد. روغن هاي تابستاني که در دماهاي بالا از غلظت کافي برخوردار هستند ، اعداد ويسکوزيته اي در حد ۳۰ تا ۶۰ داشته ( هر چه هوا گرمتر باشد ، بايد از روغن با عدد ويسکوزيته بالاتر استفاده شود ) و روغن موتور هاي زمستاني که در دماهاي پايين براحتي جريان مي يابند ، اعداد ويسکوزيته اي ما بين ۰ تا ۲۵ را دارا هستند ( هر چه هوا سردتر باشد ، بايد از روغن با عدد ويسکوزيته پايين تر استفاده شود ). براي تشخيص راحت تر عامه بعد از عدد ويسکوزيته روغنهاي زمستاني حرف W درج مي گردد که مخفف Winter مي باشد ، همچنين بدليل آنکه اين طبقه بندي توسط Society of Automotive Engineers ابداع شده ، هميشه قبل از درج عدد ويسکوزيته مخفف نام اين انجمن ( SAE ) نيز نوشته ميشود.
روغنهايي که تنها داراي يک ويسکوزيته مي باشند ، تک ويسکوزيته نام دارند ، اما روغنهايي که در سالهاي اخير با کمک علم شيمي و با افزودن پليمر به روغن پايه توليد مي شوند ، توانايي داشتن ويسکوزيته هاي محتلف در دماهاي مختلف را دارا هستند ، اين امر باعث مي شود روغن در تمامي شرايط آب و هوايي از غلظت لازم برخوردار باشد ، که اين امر علاوه بر افزايش عمر موتور ، تا حدي باعث کاهش مصرف سوخت نيز خواهد شد ، از همين رو روغنهاي تک ويسکوزيته در حال از رده خارج شدن مي باشند و تنها کاربرد اين نوع روغنها در مورد خودروهاي سواري ، براي موتور خودروهاي Race مي باشد که داراي Heater يا گرم کن روغن مي باشند.
کد SAE در روغنهاي چهار فصل به صورت دو جزئي است ، که عدد اول که به همراه حرف W مي باشد ، مربوط به پايين ترين ويسکوزيته آن روغن و عدد دوم معرف بالاترين ويسکوزيته آن روغن است.
اما همانطور که ذکر شد ، روغنهاي چند ويسکوزيته بواسطه افزودن پليمر به روغن ساخته مي شوند ، اين پليمرها به روغن اجازه مي دهند تا در دماهاي مختلف ويسکوزيته هاي مختلفي داشته باشد ، در هواي سرد پليمرها در خود جمع شده و باعث جريان يافتن راحت تر روغن مي گردند و در گرما نيز پليمرها شروع به باز شدن به صورت زنجيره هاي بلند نموده و روغن غليظ مي گردد ، اما اين افزايش و کاهش ويسکوزيته تنها تا حد مشخص شده براي همان روغن است ، مثلا يک روغن 10W-30 روغني است با ويسکوزيته ۱۰ که در زمان گرم شدن ويسکوزتر از ۳۰ نخواهد شد ؛ يعني اگر مثلا اين روغن در دماي ۱۰۰ درجه به ويسکوزيته ۳۰ برسد ، در دماهاي بالاتر نيز ويسکوزيته اي بيش از ۳۰ پيدا نخواهد کرد ، که اين امر بواسطه مقدار پليمر افزوده شده براي دستيابي به عدد حداکثر ۳۰ براي روغن 10W-30 مي باشد.
آنچه که بايد در استفاده از اين نوع روغنها بخصوص در مناطق سردسير مد نظر قرار گيرد ، انتخاب روغن با کمترين فاصله ويسکوزيته است ؛ بدين معنا که در زمستان با توجه به کمترين دماي منطقه سکونتتان و در تابستان با توجه به گرمترين دما ، روغن مطلوب را انتخاب نماييد و از استفاده از روغنهايي که از دماهاي بسيار بالا تا دماهاي بسيار پايين را ساپورت مي کنند ، بپرهيزيد ، چرا که پليمرهاي موجود در اين نوع روغنها بسيار زياد مي باشند و اين پليمرها پس از مدتي شکسته شده و با رسوبات موجود در روغن ترکيب مي شوند ، که اين امر مي تواند باعث چسبيدن رينگ و يا مشکلاتي از اين قبيل شود ( ضرر استفاده از اين روغنها در موتورهاي ديزلي بيشتر است ) ، روغنهاي 5W-50 ، 5W-40 ، 5W-30 و 10W-40 با گستره ۲۵ تا ۴۵ تايي از اين قبيل روغنها هستند ( روغنهاي سنتتيک و نيمه سنتتيک از اين قاعده مستثني هستند ). شايد بگوييد روغن 20W-50 نيز روغني است با گستره ۳۰ تايي ، مشابه 10W-40 ، اما چنين نيست ، چرا که 20W-50 از پايه سنگين تر ۲۰ شروع مي شود و براي ويسکوز شدن و رسيدن به عدد ۵۰ نياز به پليمر بسيار کمتري دارد تا روغن 10W-40 که داراي پايه ۱۰ مي باشد و بايد توانايي رسيدن به عدد ۴۰ را دارا باشد. از اينرو ، روغنهاي 10W-40 مينرال توسط کمتر خودروسازي توصيه مي شود و حتي برخي کارخانجات استفاده از آنرا مساوي با خارج شدن خودرو از گارانتي مي دانند.
پس تا آنجا که ممکن است در مورد روغنهاي مينرال سعي کنيد به نسبت شرايط آب و هوايي محل سکونتتان ، فاصله کمتري را بين دو عدد SAE انتخاب نموده و اين را بدانيد که هر چه ويسکوزيته زمستاني عدد کمتري باشد ، براي ويسکوز شدن و رسيدن به اعداد ويسکوزيته بالاتر نياز به پليمر بيشتري داشته و پليمر زياد نيز براي موتور خودروي شما مضر است.
با توجه به شرايط آب و هوايي اکثر نقاط ايران ، در بين روغنهاي موجود در کشور ( از نظر ويسکوزيته ) روغنهاي 20W-50 براي دماهاي بين ۱۰- تا ۴۰+ و 25W-50 براي دماهاي بين ۵ - تا ۴۰+ داراي عملکرد مناسبي مي باشند.( روغنهاي 25W-50 و 20W-50 در گرماي تابستان داراي شرايط يکساني هستند و فقط در شرايط سرد ، بين ۱۰- و حدود ۵ - ، 20W-50 بهتر جريان مي يابد اما 25W-50 داراي پليمر کمتري است ). البته بنا به دلايل بالا روغن 20W-40 براي زمستان انتخاب مناسب تري است ، اما متاسفانه اين نوع روغن در کشورمان کمتر يافت مي شود.

 


همچنين در صورتيکه در نقاط سردسير کشور ، مانند آذربايجان يا چهار محال و بختياري زندگي مي کنيد ( دماهاي زير ۱۰- درجه سانتيگراد ) و ناچار به استفاده از روغنهاي با پايه زمستاني ۱۰ يا ۵ هستيد ، حتما سعي کنيد از روغنهاي چند ويسکوزيته اي استفاده نماييد که عدد دومشان بيشتر از ۳۰ نباشد.

◄  کدهاي API :
با پيشرفت روزافزون تکنولوژي ساخت موتورها ، روغنهاي موتور نيز همگام با آنها دچار تغيير در سطح کيفيت و نوع مواد افزودني گرديده اند.
انستيتو مواد نفتي آمريکا API براي طبقه بندي و جداسازي روغنها بر حسب کيفيت و فناوري ساخت آنها ، اقدام به کد بندي خاصي نموده است. اين کدها شامل دو حرف مي باشند ، حرف اول نشاندهنده اين است که روغن مربوطه براي استفاده در خودروهاي ديزلي است يا بنزيني ، که در اين بين اگر کد با حرف C شروع شود ( مخفف Commercial ) روغن مربوطه براي استفاده در خودروهاي ديزلي و اگر با حرف S شروع شود ( مخفف Service ) روغن براي استفاده در خودروهاي بنزيني طراحي شده.
اما حرف دوم که نشاندهنده کيفيت و فناوري ساخت روغن مي باشد بر حسب الفباي انگليسي از حرف A شروع شده و تا کنون در مورد خودروهاي بنزيني تا حرف M ( سال ۲۰۰۵ ) و در مورد خودروهاي ديزلي تا حرف I ارتقا يافته ، در مورد خودروهاي ديزلي بعد از حروف مذکور در مواردي اعداد ۲ يا ۴ نيز ديده مي شوند که نشاندهنده اين است که ، آن روغن براي موتورهاي ۲ زمانه ساخته شده ، يا ۴ زمانه.
هميشه نوع ارتقا يافته روغن ( با کد بالاتر ) ، خواص انواع قبلي را نيز داراست ؛ يعني مي توان از آنها ، در خودروهايي که انواع قديمي تر روغن در دفترچه راهنمايشان پيشنهاد شده نيز ، استفاده نمود. اما استفاده از روغن قديمي تر ( با کد پايين تر ) براي موتوري که روغني با کد جديدتر براي آن توصيه شده ، بسيار مضر مي باشد. برخي روغنها قابليت تامين نيازهاي هر دو نوع موتور ديزلي و بنزيني را دارا مي باشند و کد اين نوع روغنها نيز به صورت ۲ تايي نوشته مي شود که هميشه کد اول مربوط به خودروهاي ديزلي و کد دوم مربوط به خودروهاي بنزيني ميباشد ؛ مانند API CD/SH.
در جدول زير کدهاي API براي خودروهاي بنزيني بر اساس سال ساخت خودروها طبقه بندي شده اند ، که البته اين جدول با بسياري از خودروهاي توليدي کشورمان تطابق ندارد ، چرا که در ايران خودروهايي با تکنولوژي ۲۰ سال قبل مانند پرايد با مدل ۸۳ ( ۲۰۰۵ ) توليد مي شوند.
 

 

لازم به ذکر است ، علاوه بر API انواع ديگري از استانداردهاي روغن از جمله ILSAC و CCMC نيز وجود دارند ، که بدليل رواج کمتر آنها ، از پرداختن به آنها خودداري مي کنيم.

◄  سمبل API :
به طور کلي بدليل استاندارد بودن اعداد API در جهان ، تمامي توليدکنندگان روغن براي معرفي فناوري ساخت روغنهايشان از اين کدها استفاده مي کنند ، اما اگر روغن موتور شرکتي بوسيله خود API مورد تاييد قرار گرفته باشد سمبل API بر روي آن درج شده است.

 

اين سمبل، نشاندهنده مطالب زير است :
· نيمه بالايي نشاندهنده کد API
· قسمت وسط نشاندهنده ويسکوزيته روغن
· قسمت پاييني نشاندهنده اين امر است که آيا روغن مصرفي باعث کاهش مصرف سوحت مي شود يا نه ؛ در صورتيکه عبارت Energy Conserving در اين قسمت نوشته شده باشد ، بذين معناست که اين روغن با کاهش اصطحکاک در موتور ميزان مصرف سوخت را تا ۵/۱ ٪ کاهش مي دهد ، همچنين اگر روغني قادر باشد مصرف سوخت را تا ۷/۲ ٪ کاهش دهد آنرا Energy Conserving 2 مي نامند.

◄  زمان تعويض روغن :
روغنهاي جديد با کمک تکنولوژيهاي پيشرفته و افزودنيهاي مختلف داراي کارکردهاي بلند مدتي مي باشند ، اما هميشه تنها ميزان کارکرد نوشته شده ( برحسب کيلومتر يا زمان ، هر کدام زودتر واقع شود ) بر روي ظرف روغن ملاک زمان تعويض نيست ، بلکه با افزايش هر يک از موارد ذيل ، بايد زمان تعويض روغن را تسريع بخشيد :
۱- کارکرد در شرايط سخت مانند دورهاي بالاي موتور يا بار زياد
۲- ميزان درجا کارکردن خودرو ( در ترافيک هاي سنگين )
۳- تعداد استارتها در هواي سرد
۴- تنظيم نبودن موتور

◄  افزودنيها :
◄  Zinc  :
روي بعنوان افزودني براي جلوگيري از سايش فلز با فلز به روغن اضافه مي گردد ، در حالت نرمال که روغن کار خود رابه خوبي انجام دهد ، چنين اتفاقي به ندرت روي مي دهد ، اما در صورت بروز آن ، روي با فلز واکنش داده و از خراشيده شدن فلز جلوگيري مي کند. ميزان ۱۱٪ روي ( از ۱۰۰٪ مواد افزودني ) مقداري کافي براي مصارف عادي است ، در موتورهايي که در دورهاي بالا کار مي کنند يا داراي توربوشارژر هستند ، نياز به روي بيشتري مي باشد. ولي اينرا نيز بدانيد که روي بيشتر ، محافظت بيشتري نمي کند بلکه محافظت طولاني تري دارد و در صورتيکه ميزان تماس فلز با فلز بسيار زياد باشد ، ميزان بالاي روي مي تواند باعث ايجاد رسوب گردد.

◄  Detergent  :
Detergent يا همان شوينده باعث مي شود رسوبات اسيدي که از مخلوط سوخت و آب توليد مي شوند ، جذب روغن شده و از رسوب دادن آنها و چسبيدنشان بر روي قطعات جلوگيري مي نمايد ، البته در مورد خودروهايي که مدتها با روغنهاي بدون شوينده قديمي ( يا با شوينده هاي ضعيف قديمي ) ، کار کرده اند استفاده از روغنهاي داراي شوينده هاي پيشرفته باعث مي شود تا رسوبات چسبيده شده به قطعات موتور کنده شده و باعث ايجاد خرابي در موتور گردد ، از اينرو ، علي رغم توصيه API و توليدکنندگان روغن مبني بر امکان استفاده از روغنهاي با کد API بالا در خودروهاي قديمي ، سعي کنيد از روغني که داراي کد API بسيار بالاتر از نوع پيشنهاد شده براي خودرويتان ميباشد ، استفاده ننماييد.

 

 

مواد اصلي تشکيل دهنده روغن


علاوه بر Detergent و Zinc که امروزه رکن اصلي افزودنيهاي روغن محسوب مي شوند ، مواد ديگري نيز جهت جلوگيري از ؛ ايجاد کف ، اکسيداسيون ، خوردگي ، زنگ زدگي و.... به روغن افزوده مي شوند.

◄  اطلاعاتي تخصصي در مورد روغنها :
Viscosity Index:
VI يا شاخص ويسکوزيته ميزان حساسيت ويسکوزيته روغن در مقابل تغييرات دما مي باشد و هر چه عدد بالاتري داشته باشد روغن عملکرد بهتري خواهد داشت.

Flash Point:
به دمايي که در آن روغن بخار مي شود ، گفته مي شود. و برحسب درجه سانتيگراد و با پسوند F در روي برخي قوطيهاي روغن ديده مي شود. 400F مينيمم قابل قبول Flash Point مي باشد و هميشه F بيشتر معرف روغن بهتر است.

Sulfated Ash:
خاکستر سولفاته ، مقدار ماده جامدي است که در هنگام سوخته شدن روغن بر جاي مي ماند ، ميزان بالاي اين ماده باعث برجاي ماندن رسوبات بر روي قطعات موتور شده و ميزان کم آن هم باعث افزايش عمر سوپاپها مي گردد.


◄  چند نکته :
رعايت نکات زير باعث افزايش عمر موتور و عملکرد بهتر آن خواهد شد :
۱- با هر بار تعويض روغن ، فيلتر را نيز حتما تعويض نماييد ( بدون توجه به ميزان کارکرد آن ).
۲- از ترکيب چند روغن با يکديگر پرهيز کنيد.
۳- پس از استارت زدن اجازه دهيد موتور حداقل ۱۵ ثانيه درجا کار کرده و سپس تا مدتي با دور پايين برانيد.
۴- هيچگاه از افزودنيها استفاده نکنيد ، چرا که ممکن است با افزودنيهاي موجود در روغن سازگار نباشند ، و اين را نيز بدانيد که هرچه لازم باشد در خود روغن موجود است.
۵- از روغني که بيش از ۳ سال از تاريخ توليد آن گذشته ، استفاده نکنيد.
۶- سياه نشدن روغن ، نشانه مرغوبيت آن نيست ، بلکه بدين معناست که روغن قابليت جذب ذرات اسيدي و ناخالصيها را نداشته است.
۷- در صورتيکه سالهاست از روغن مينرال استفاده مي کنيد ، اقدام به تعويض آن با نوع سنتتيک يا نيمه سنتتيک ننماييد ( حتي با استفاده از روغن Flush)

چرا انسان برتر از فرشته است؟


پرسش: چرا انسان برتر از فرشته است در حالي که فرشتگان موجوداتي ملکوتي و پاک هستند ولي انسان موجوديست مادي و گناهکار؟


پاسخ: انساني که قرآن کريم معرفي مي کند داراي دو حيثيت است. يکي حيثيت مادي و ديگري حيثيت فوق مادي. انسان موجودي است که جسم او از خاک آفريده شده است که پايين ترين و پست ترين موجودات است و روح او از عالم امر آمده است: « قُلِ الرُّوحُ مِنْ أَمْرِ رَبّي»(اسراء/85)
اين روح از حيث رتبه ي  وجودي مافوق تمام ملائک است. اين روح آنچنان به خدا نزديک است و از چنان رتبه وجودي بالايي  برخوردار است که مافوق تمام ملائک است. اين روح آنچنان به خدا نزديک است واز چنان شدت وجودي برخوردار است که خدا آن  را به خود منسوب داشته و به ملائک فرمود: « هنگامي که او را(آدم را) نظام بخشيدم   و از روح خود(روحي که مقرّب من است) در  او دميدم همگي براي او سجده کنيد»(حجر/29). اين روح از عالم اسماءالله است و چون تمام موجودات ظهورات اسماء خدا در مرتبه فعلند لذا روح ،  عالم به حقيقت و کنه تمام موجودات پايين تر از خود است.« وَ إِذْ قالَ رَبُّکَ لِلْمَلائِکَةِ إِنّي جاعِلٌ فِي اْلأَرْضِ خَليفَةً قالُوا أَ تَجْعَلُ فيها مَنْ يُفْسِدُ فيها وَ يَسْفِکُ الدِّماءَ وَ نَحْنُ نُسَبِّحُ بِحَمْدِکَ وَ نُقَدِّسُ لَکَ قالَ إِنّي أَعْلَمُ ما لا تَعْلَمُونَ؛ وَ عَلَّمَ آدَمَ اْلأَسْماءَ کُلَّها ثُمَّ عَرَضَهُمْ عَلَى الْمَلائِکَةِ فَقالَ أَنْبِئُوني بِأَسْماءِ هؤُلاءِ إِنْ کُنْتُمْ صادِقينَ؛ قالُوا سُبْحانَکَ لا عِلْمَ لَنا إِلاّ ما عَلَّمْتَنا إِنَّکَ أَنْتَ الْعَليمُ الْحَکيمُ؛» ( و چون پروردگار تو به فرشتگان گفت من در زمين جانشينى خواهم گماشت [فرشتگان] گفتند آيا در آن کسى را مى‏گمارى که در آن فساد انگيزد و خونها بريزد و حال آنکه ما با ستايش تو [تو را] تنزيه مى‏کنيم و به تقديست مى‏پردازيم فرمود من چيزى مى‏دانم که شما نمى‏دانيد؛ و [خدا] همه اسمها را به آدم آموخت ؛ ‏سپس آنها را بر فرشتگان عرضه نمود و فرمود اگر راست مى‏گوييد از اسامى اينها به من خبر دهيد؛ گفتند منزهى تو ما را جز آنچه [خود] به ما آموخته‏اى هيچ دانشى نيست تويى داناى حکيم»(بقره/30الي33) مراد از اسماء ، اسماء الهي است که موجودات ظهورات آنها هستند و اين روح الهي عالم به تمام آن اسماء و مظاهر آنهاست ؛ چون خود مظهر اسم الله است که جامع جميع اسماء خداوند متعال است.
اين روح در عالم امر يکي بيش نيست، اما زماني که از عالم خود  تنزل مي کند ،‌ تکثر مي يابد. تمام ملائک از شئون و تنزلات همين روحند. يعني ملائک مراتب پايين همان روحند. وقتي اين روح به وجود مادي انسان تعلق مي گيرد در ضعيفترين مرتبه خود است. لذا از علم الاسماء در وجود اين روحِ جزئي ، تنها اثري مبهم مانده است  که آن را فطرت توحيدي  مي ناميم.


انسان اگر در همين حد دنيايي بماند نه تنها از فرشته بالاترنيست که از حيوان نيز پست تر است چون مي توانست ترقي کند و نکرد برخلاف حيوان که ترقي آن اندک و غريزي است. لذا خداوند متعال برخي انسانها را تشبيه به حيوانات کرد و حتي آنها را پست تر از حيوانات و سنگها دانست. خداوند متعال مي فرمايد: « وَ اتْلُ عَلَيْهِمْ نَبَأَ الَّذي آتَيْناهُ آياتِنا فَانْسَلَخَ مِنْها فَأَتْبَعَهُ الشَّيْطانُ فَکانَ مِنَ الْغاوينَ؛ وَ لَوْ شِئْنا لَرَفَعْناهُ بِها وَ لکِنَّهُ أَخْلَدَ إِلَى اْلأَرْضِ وَ اتَّبَعَ هَواهُ فَمَثَلُهُ کَمَثَلِ الْکَلْبِ إِنْ تَحْمِلْ عَلَيْهِ يَلْهَثْ أَوْ تَتْرُکْهُ يَلْهَثْ ذلِکَ مَثَلُ الْقَوْمِ الَّذينَ کَذَّبُوا بِآياتِنا فَاقْصُصِ الْقَصَصَ لَعَلَّهُمْ يَتَفَکَّرُونَ؛ ساءَ مَثَلاً الْقَوْمُ الَّذينَ کَذَّبُوا بِآياتِنا وَ أَنْفُسَهُمْ کانُوا يَظْلِمُونَ؛ مَنْ يَهْدِ اللّهُ فَهُوَ الْمُهْتَدي وَ مَنْ يُضْلِلْ فَأُولئِکَ هُمُ الْخاسِرُونَ؛» ( و خبر آن کس را که آيات خود را به او داده بوديم براى آنان بخوان که از آن عارى گشت آنگاه شيطان او را دنبال کرد و از گمراهان شد؛ و اگر مى‏خواستيم قدر او را به وسيله آن [آيات] بالا مى‏برديم اما او به زمين [=دنيا] گراييد و از هواى نفس خود پيروى کرد از اين رو مثّلش چون مثّل سگ است [که] اگر بر آن حمله‏ور شوى زبان از کام برآورد و اگر آن را رها کنى [باز هم] زبان از کام برآورد اين مثل آن گروهى است که آيات ما را تکذيب کردند پس اين داستان را [براى آنان] حکايت کن شايد که آنان بينديشند؛ چه زشت است داستان گروهى که آيات ما را تکذيب و به خود ستم مى‏نمودند؛ هر که را خدا هدايت کند او راه‏يافته است و کسانى را که گمراه نمايد آنان خود زيانکارانند  ) (اعراف/175الي 179) و فرمود: « ثُمَّ قَسَتْ قُلُوبُکُمْ مِنْ بَعْدِ ذلِکَ فَهِيَ کَالْحِجارَةِ أَوْ أَشَدُّ قَسْوَةً وَ إِنَّ مِنَ الْحِجارَةِ لَما يَتَفَجَّرُ مِنْهُ اْلأَنْهارُ وَ إِنَّ مِنْها لَما يَشَّقَّقُ فَيَخْرُجُ مِنْهُ الْماءُ وَ إِنَّ مِنْها لَما يَهْبِطُ مِنْ خَشْيَةِ اللّهِ وَ مَا اللّهُ بِغافِلٍ عَمّا تَعْمَلُونَ؛» ( سپس دلهاى شما بعد از اين [واقعه] سخت گرديد همانند سنگ يا سخت‏تر از آن چرا که از برخى سنگها جويهايى بيرون مى‏زند و پاره‏اى از آنها مى‏شکافد و آب از آن خارج مى‏شود و برخى از آنها از بيم خدا فرو مى‏ريزد و خدا از آنچه مى‏کنيد غافل نيست )
اما اگر اين انسان با اختيار خود راه تکامل را طي کند ابتدا به سطح ملائک برزخي مي رسد و آن گاه از آنها نيز فراتر رفته با ملائک ساکن جبروت(عالم عقول) همنشين مي شود، باز اگر همّت کند از عالم عقول نيز گذر کرده با مرتبه اعيان ثابته  متحد مي شود و مخزن علم خدا مي شود و علم خدا در او ظهور مي يابد. اين مرتبه همان مرتبه اي است که در معراج نبوي ملک اعظم حضرت جبرئيل(ع) نتوانست به آن وارد شود و فرمود: « اگر به اندازه بند انگشت نزديک شوم، مي سوزم»(بحارالانوار، ج18، ص382)
پيامبر خدا(ص) در معراج از آن مرتبه نيز فراتر رفته از مرتبه اسماء وصفات نيز گذشت و به جايي رسيد که از حد ادراک ما خارج است. بنابراين اگر انسان سيرتکاملي خويش را طي کند از ملائک نيز فراتر مي رود و ملائک فرمانبردار او مي شود؛واگر در اين مرتبه دنيايي بماند از  بسياري از حيوانات نيز پست تر مي شود.لذا وقتي گفته مي شود انسان برتر از ملائک است منظور انسان بالفعل است،‌ انساني که به رتبه حقيقي خود رسيده است؛ نه هر موجود دوپايي که در عرف انسان ناميده مي شود.