انواع كلاچ

در اين نوع از کلاچها بر خلاف کلاچهاي نيمه گريز از مرکز، تنها از نيروي گريز از مرکز براي اعمال فشار بر روي صفحات و درگير کردن کلاچ استفاده مي شود. از مزاياي اين نوع کلاچ اين است که به پدال کلاچ نيازي ندارد. کنترل کلاچ بصورت اتوماتيک و توسط دورموتور صورت مي گيرد. خودروهايي که از اين کلاچها استفاده مي کنند، توانايي متوقف شدن با دنده درگير را دارند، بدون اينکه خودرو خاموش شود. بنابراين در اين حالت به مهارت کمتري از جانب راننده نياز است.

نمونه اي از اين کلاچها را در شکل1-10 مشاهده مي کنيد. طرز کار اين سيستم بدينگونه است که هنگامي که سرعت خودرو افزايش مي يابد، وزنه A در اثر افزايش نيروي گريز از مرکزبالا مي رود، در نتيجه ميله رابط B سبب اعمال نيرويي به صفحه C مي شود. اين نيرو توسط فنر E به صفحه D منتقل مي شود. صفحه D شامل صفحه اصطکاکي است که توسط اعمال فشار با فلايويل F درگير مي شود. فنر G باعث عدم درگيري کلاچ در سرعتهاي پايين و حدود rpm 500 مي شود. زائده H مقدار نيروي گريز از مرکز را محدود مي کند چرا که وزنه A نهايتاً در اين نقطه متوقف مي شود. نيروي p متناسب با نيروي گريز از مرکز در هر سرعت خاص است. در حاليکه نيروي Q اعمال شده بوسيله فنر G در همه سرعتها ثابت مي باشد. نموداري از نيروي گريز از مرکز را در دورهاي مختلف موتور در شکل1-11 مي توان مشاهده کرد.

صفحه کلاچ شامل يک توپي، صفحه، فنرهاي صفحه کلاچ و فنرهاي لرزه گير صفحه مي باشد. لنتهاي صفحه کلاچ به فنرهاي صفحه کلاچ اتصال دارند. وقتي کلاچ درگير مي شود، فنرهاي صفحه کلاچ اندکي جمع مي شوند و ضربه ناشي از درگيري را جذب مي کنند

فنرهاي لرزه گير صفحه يا فنرهاي پيچشي فنرهاي لول کلفتي هستند که روي دايره اي در پيرامون توپي نصب مي شوند. توپي از طريق اين فنرها به حرکت در مي آيد. اين فنرها به کاهش ارتعاشات پيچشي، که ناشي از ضربه هاي توان موتور است کمک مي کند؛ در نتيجه توان بصورت يکنواخت و نرم به جعبه دنده منتقل مي شود. در دو طرف لنتهاي صفحه کلاچ شيارهايي ديده مي شود.در هنگام خلاص شدن کلاچ اين شيارها مانع چسبيدن لنت به چرخ لنگر يا صفحه فشارنده مي شوند. به سبب وجود اين شيارها، ايجاد خلاء بين لنت و چرخ لنگريا صفحه فشارنده و در نتيجه چسبيدن لنت غيرممکن خواهد بود. اين شيارها به خنک کردن لنت نيز کمک مي کنند. (شکل1-12)

در نسل اوليه کلاچها جنس لنت را از چرم انتخاب مي کردند. پس از آن لنتهاي بسياري از صفحه کلاچها از پنبه و الياف آزبست (پنبه نسوز) که بهم بافته شده بودند، تشکيل مي شدند. در بعضي از صفحه کلاچها سيم مسي را در لنت مي بافند يا با فشار وارد آن مي کنند تا استحکام بيشتري پيدا کند. اما آزبست آلوده کننده محيط زيست و براي سلامتي زيان آور است. امروزه از مواد ديگري بجاي آنها استفاده مي کنند. Reybestosو Ferodo از بهترين جايگزينها هستند که بعلت ضريب انتقال بالاي حرارت استفاده زيادي از آنها مي شود. از ديگر جايگزينهاي ديگري که امروزه استقبال از آن براي استفاده در لنتهاي ترمز زياد آلياژهاي فلز و سراميک هستند که استحکام زيادي در برابر سايش دارند. واضح است که با توجه به جنس مواد بکار رفته در لنت صفحه کلاچ، ضريب اصطکاک صفحه نيز تغيير مي کند. در شکل1-13 نمونه اي از اين ضرايب را براي مواد گوناگون مشاهده مي کنيد.

Coefficient of friction

Material

27/0

37/0

4/0- 5/0

4/0- 35/0

Leather

Cork

Cotton Fabric

Asbestos – base materials

شکل1-13 ضريب اصطکاک مواد مختلف استفاده شونده در صفحه کلاچ

ساختار کلي اين کلاچها شبيه کلاچهاي خشک هستند، بجز اينکه در اينجا صفحات اصطکاکي هميشه توسط گردش روغن مرطوب است. اکثر اين نوع کلاچها در کاميونها و ماشينهاي سنگين استفاده مي شود. ساده ترين آن مدل پاششي است که شبيه کلاچ خشک مي باشد؛ بجز نوع ماده اصطکاکي بکار رفته در صفحه کلاچ و استفاده از نازلهايي که براي پاشش روغن از آنها استفاده مي شود. (شکل1-14) اين نوع از کلاچهاي تر فقط در کاميونهاي کوچک کاربرد دارند، جاييکه گشتاور مورد نياز را تنها از طريق يک صفحه مي توان منتقل نمود. در اين حالت به علت حضور روغن روي صفحات اصطکاکي ضريب اصطکاک کاهش مي يابد.

مزايا : روغن دائماً جريان دارد و انتقال حرارت سريعتر صورت مي گيرد. صفحه کلاچ مدت زمان لغزش بيشتري را مي تواند تحمل کند. کلاچ عمر بيشتري خواهد داشت و به تعمير و نگهداري کمتري نياز دارد. درگيري و خلاصي نرمتري خواهد داشت .

معايب : به علت ضريب اصطکاک کمتر در شرايط يکسان، ظرفيت انتقال گشتاور حدود %35 کاهش مي يابد. به همين دليل صفحه کلاچ اين کلاچها، کمي آج دار ساخته مي شود.

◄ عملگرهاي سيستم کلاچ:
عملگر کلاچ بايد به نحوه اي عمل کند که نيروي اندکي را که توسط پاي راننده به پدال وارد مي شود به نيروي بزرگتري تبديل نمايد تا بتواند سبب جابجايي صفحه فشارنده و در نتيجه صفحه کلاچ گردد. انواع مختلف اين عملگرهاي مورد استفاده در کلاچها شامل اهرم بندي مکانيکي، الکترومغناطيس، هيدروليک، الکترونيک و نيوماتيک (خلاء) مي باشند.

◄ اهرم بندي مکانيکي:
در اين نوع از عملگرها بين پدال و انگشتيهاي محرک صفحه فشارنده يک اهرم بندي مکانيکي قرار مي گيرد که عامل انتقال نيرو از پاي راننده به صفحه کلاچ مي باشد. اين نوع ميله بنديها معمولاً نيروي وارده توسط راننده را 10-12 برابر مي کند. نيروي حاصل از کلاچ گيري بلافاصله پس از فشردن کلاچ توسط لنتها احساس نمي شوند، زيرا در آنها حدود 25 ميليمتر خلاصي در نظر گرفته مي شود. (شکل1-15)

در بسياري از خودروها که از سيستمهاي مکانيکي بعنوان عملگر استفاده مي کنند، بجاي سيستم ميله بندي اهرمي از سيم استفاده مي کنند. (شکل1-16) از نظر سازندگان، استفاده از ميله بندي سيمي راحت تر از استفاده از ميله بندي اهرمي است. اکثر ميله بنديهاي سيمي بايد بوسيله دست تنظيم شود، اما ميله بندي سيمي خود تنظيم نيز وجود دارد که در اين نوع به تنظيم مرتب کلاچ نيازي نيست.

اين نوع عملگرها در برخي از اتومبيلها مورد استفاده قرار گرفته است. نمايي از اين نوع عملگر را در شکل 1-17 ملاحظه مي کنيد. A چرخ لنگر و B سيم پيچي است که درون چرخ لنگر قرار گرفته است. C صفحه کلاچ و D صفحه فشارنده است. سيم پيچ B نيز بوسيله جريان باتري تغذيه مي شود. وقتي که سيم پيچ تغذيه مي شود، صفحه فشارنده را به طرف خود جذب مي کند و بدين ترتيب کلاچ درگير مي شود. عمل خلاصي کلاچ جهت تعويض دنده نيز توسط سوييچي که در کنار دسته دنده جاي دارد، صورت مي گيرد؛ بدين ترتيب که راننده با قطع آن مي تواند جريان ورودي به سيم پيچ را قطع و صفحه کلاچ را از فلايويل جدا کند تا عمل تعويض دنده صورت پذيرد.

اين نوع عملگرها از لحاظ مکانيزمي به مراتب سيستم ساده تري دارند. براي راننده نيز استفاده از آن بسيار ساده تر است چرا که ديگر به پدال نيازي ندارد. يکي ديگر از مهمترين مزاياي اين نوع از عملگرها استفاده از آنها در اتومبيلهايي است که فاصله کابين راننده از کلاچ زياد است. از مهمترين معايب آنها نيز مشکل توليد حرارت زياد در سيم پيچ است که در نتيجه انتقال چنين حجمي از حرارت مشکل خواهد بود. از طرفي علاوه بر هزينه سيم پيچ، بعلت نوع خاص اين نوع کلاچها بايد تغييراتي روي فلايويل آنها ايجاد شود که خود مستلزم هزينه بالاتري مي شود.

◄ عملگر هيدروليکي:

اين نوع از عملگرها هنگامي بکار مي روند که کلاچ در جايي نصب شده باشد که رساندن ميله يا سيم به آن دشوار باشد و يا هنگاميکه استفاده از عملگرهاي مکانيکي نتواند نيروي لازم براي جابجايي صفحه کلاچ را فراهم آورد مانند سيستم کلاچ اتومبيلهاي پرقدرت. زيرا در اين حالت فنرهاي مجموعه صفحه فشارنده بسيار قوي هستند و فشار دادن پدال کلاچ مستلزم وارد آوردن نيروي زياد است

در اين نوع عملگر هنگاميکه راننده پدال را فشار مي دهد، در نتيجه اين کار پمپ هيدروليک مخصوصي که پشت پدال قرار دارد عمل مي کند و در نتيجه سيال تحت فشار از اين پمپ و از طريق يک لوله وارد پمپي که پشت صفحه فشارنده قرار دارد مي شود. اين پمپ فشار هيدروليکي را به حرکت مکانيکي تبديل مي کند. (شکل1-18) اين سيستم را مي توان بگونه اي طراحي نمود که با وارد شدن نيروي کمي به پدال کلاچ نيروي زيادي به صفحه فشارنده وارد شود، اين امر با استفاده از پيستون کوچکي در داخل پمپ پشت پدال و به نسبت استفاده از پيستون بزرگتر در پمپ دوم مي تواند صورت گيرد.
اين نوع کلاچها تلفات اصطکاکي پدالهاي مکانيکي را ندارند و براي استفاده در خودروهايي که فاصله زيادي بين کابين راننده و کلاچ دارند مناسب مي باشد. بزرگترين مزيت آن نيز همانطور که گفته شد امکان ايجاد نيروهاي بزرگتر مي باشد.