گذری کوتاه بر سیستم های انتقال نیروی اتوماتیک:

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 ---------- 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 ---------- 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.

موتورهای دوار

موتورهای دوّار(وانکل) چگونه کار می کند

مقدمه

موتور دوار یک موتور احتراق داخلی است ، آن شبیه موتور ماشین شماست ، اما روش کار آن کاملاً متفاوت با موتور های پیستونی معمولی است . در موتور پیستونی یک حجم یکسان از فضا ( سیلندر) ، چهار کار مکش ، تراکم ، احتراق و تخلیه را به طور متناوب انجام می دهد . در موتور های دوار ( وانکل) نیز همین چهار کار انجام می شود . اما هر کدام از این چهار فرآیند در قسمت مربوط به خودش از محفظه اتفاق می افتد . این شبیه آن است که هر فرآیند یک سیلندر اختصاصی داشته باشد و با حرکت مداوم پیستون از یکی به دیگری این چهار فرایند انجام شود .
موتورهای دوار( اساساً توسط دکتر فلیکس وانکل تصور و پیشرفت یافت ) که گاهی موتور وانکل ، یا موتور دوار وانکل نامیده می شوده .
در این مقاله ما یاد خواهیم گرفت که موتور دوار چگونه کار می کند و با اصول اساسی آن شروع به کار می کنیم .
اصول موتور های دوار
شبیه یک موتور پیستونی ، در موتور های دوار از فشار بوجود آمده حاصل از سوختن ترکیب سوخت و هوا استفاده می شود . در موتور های پیستونی ، فشار ایجاد شده در سیلندر ها به پیستون ها نیرو وارد می کند و باعث حرکت آنها به جلو و عقب می شود .
شاتون و میل لنگ حرکت رفت و برگشتی پیستون را به حرکت دورانی تبدیل می کند که از آن می توان برای تولید نیرو در اتومبیل استفاده کرد.
در موتور های دوار نیز فشار حاصل از احتراق که در محفظه تشکیل شده ( محفظه آب بندی شده است ) نیروی بر سطح مثلثی شکل روتور وارد می کند . این همان چیزی است که در عوض پیستون از آن استفاده شده است .

روتور و محفظه در موتور های دوار که مربوط به مزدا RX-7 : این قسمت ها جایگزین پیستونها ، سیلندرها، سوپاپ ها ، شاتون ها میل بادامک که در موتورهای پیستونی پیدا می شود .

روتور ادامه می دهد مسیری را که مانند چیزی به نظر می رسد که شما به یک اسپیروگراف ایجاد کرده باشید . این مسیر هر سه راس روتور که در تماس با محفظه می باشد را حفظ می کند ، و سه حجم مجزا از گازها را به وجود می آورد .
روتور که اطراف محفظه حرکت می کند ، هر سه حجم از گازها متناوباً منبسط و منقبض می شود . این منبسط و منقبض شدن، هوا و سوخت را به داخل موتور می کشد ، آنرا فشرده ( متراکم ) می کند و توان مفیدی از گازها منبسط شده تولید می کند و سپس بعد از احتراق ، آنرا تخلیه می کند .
با نگاه کردن به داخل موتور دوار تمام قسمتهای آنرا بررسی می کنیم ، اما ابتدا اجازه بدهید نگاه کنیم به یک مدل جدید خودرو با یک موتور دوار کاملاً جدید .

مزدا RX-8

مزدا یکی از پیشگامان در پیشرفت و ساخت ماشین های که از موتور های دوار استفاده می کنند . مزدا RX-7 که می خواست در 1978 بفروش برود احتمالاً موفق ترین موتور دوار تولید کننده نیرو در خودرو ها می باشد .
آن توسط یک سری از خودرو های دارای موتور های دوار سبقت گرفته شد ، کامیون ها و حتی اتوبوس ها که در سال 1967 شروع به کار کرده بودند . آخرین سالی که مزدا RX-7 در ایالات متحده را فروخته‌شده بود 1995 بود، اما ساخت موتورهای دوار در آینده نزدیک شاید توجیه کننده باشد .
مزدا RX-8 یک ماشین جدید از مزدا است که جدیداً برنده جایزه موتور های دوار شده است که RENESIS نامیده می شود . موتور بین المللی نامبرده شده در سال 2003 به طور عادی با دو روتور نیروی معادل 250 اسب بخار تولید می کند .

قطعات موتور دوار

موتور دوار یک سیستم جرقه زنی و تزریق سوخت شبیه به یک موتور پیستونی دارد .اگر شما داخل یک موتور دوار را ببینید ، خود را برای سورپرایز شدن آماده کنید ، زیرا آن را زیاد نمی شناسید .

روتور

روتور دارای سه سطح برآمده است که هریک مانند یک پیستون عمل می کنند . هر سطح روتور یک فرو رفتگی دارد که حجم موتور را افزایش می دهد ، و فضای بیشتری برای مخلوط سوخت با هوا وجود دارد .


در راس هر سطح یک تیغه فلزی قرار دارد که به عنوان یک آب بندی کننده ( کاسه نمد ) بین روتور و محفظه احتراق عمل می کند . همچنین در هر طرف روتور رینگ های فلزی قرار دارد که اطراف محفظه احتراق را آب بندی می کند .( در شکل بالا نشان داده شده ) روتور مجموعه دندانهاى دنده داخلى را دارد که در مرکز یک وجه جانبی قرار دارد این دنده ها با چرخ دنده ای که در داخل محفظه ثابت است جفت می شوند
( درگیر می شوند ) این چرخ دنده های جفت شده مسیر و جهت حرکت روتور را ، داخل محفظه تعیین می کند .

محفظه

شکل محفظه احتراق تقربیاً بیضی شکل است . شکل محفظه احتراق طوری طراحی شده تا اینکه سه راس (نوک) روتور همیشه در تماس با دیواره احتراق است و سه حجم از گاز، شکل آب بندی دارد .
هر بخش از محفظه اختصاص داده شده به یک بخش از مراحل احتراق، این چهار بخش عبارتند از :
·مکش
·تراکم
·احتراق
·تخلیه

دریچه ها مکش و تخلیه روی محفظه قرار داده شده است . این دریچه ها بدون سوپاپ هستند. دریچه تخلیه مستقیماً به اگزوز وصل شده است . و دریچه مکش مستقیماً به دریچه گاز وصل شده است .

شفت خرجی

شفت خرجی در اطراف خود برآمدگی های دارد که انحرافی از خط مرکزی شفت دارد ( خارج از مرکز نسبت به مرکز شفت است) هر روتور بر روی یکی از برآمدگی ها سوار می شود . این برآمدگی شبیه میل لنگ در موتور های پیستونی عمل می کند . روتور با ادامه مسیر در اطراف محفظه، فشاری بر، برآمدگی ها وارد می کند .
از آنجایی که برآمدگی ها خارج از مرکز بر روی شفت خروجی نصب شده اند نیرویی وارد شده بر روتور ( که روتور روی برآمدگی شفت خروجی سوار می شود ) گشتاور پیچشی در شفت ایجاد می کنند که سبب چرخش شفت می شود .

حالا اجازه دهید نگاه کنیم که این قسمت ها چطور مونتاژ و چطور توان تولید می کند .

مونتاژ ( سوار کردن ) موتور های دوار

موتور ها دوار لایه ای ( قسمس به قسمت ) مونتاژ می شوند . ما یک موتور دوار دو روتوره را در پنج لایه اصلی در نظر می گیریم که با حلقه ای از پیچ ها بلند همدیگر را نگه می دارند. مایع خنک کننده در گذرگاه های اطراف همه قطعات جریان دارد .




دو لایه ( دو قسمت ) آخر شامل کاسه نمد ها و یاتاقان ها برای شفت خروجی است . آنها همچنین کاسه نمد، در دو بخش از محفظه که در تماس با روتور است دارند . سطح داخلی این قطعات خیلی صاف ( ضیغلی ) است که این کمک می کند به کاسه نمد های روتور که کارشان را خوب انجام دهند . یک دریچه مکش در هریک از دو انتهای قطعات قرار داده شده است . ( اگر دو تکه در نظر بگیریم )

یکی از دو انتهای قطعات در موتور وانکل دو روتوره

لایه بعدی ( قسمت بعدی ) سمت بیرونی محفظه بیضوی شکل روتور است ، که به دریچه تخلیه وصل شده است . این قسمت از محفظه در تماس با روتور است .

دریچه خروجی را به یاد داشته باشید .

قسمت مرکزی شامل دو دریچه مکش است ، یکی برای هر روتور . این همچنین دو روتور را از هم جدا می کند ، بنابراین سطح بیرونی آن خیلی آرام است .

The center piece contains another intake port for each rotor

در مرکز هر روتور یک چرخدنده داخلی بزرگ است که اطراف یک چرخ دنده کوچک که در محفظه موتور ثابت شده می چرخد این دو چرخ دنده تعیین می کند مسیر روتور را. همچنین روتور روی برآمدگی دایره ای شکل بزرگ که در روی شفت خروجی قرار دارد می چرخد .
در مرحله بعد ی شما خواهید دید که موتور واقعاً چگونه توان تولید می کند .

توان تولیدی موتور دوار

موتور های دوار استفاده می کنند از سیکل چهار زمانه احتراق ، همانند موتور های پیستونی که از سیکل چهار زمانه استفاده می کنند اما در موتور های دوار از را های کاملاً متفاوت انجام می شود .
روتور قلب موتور های دوار است . آن تقربیاً برابر پیستون در ماشین های پیستونی است . روتور روی برآمدگی دایره ای شکل بزرگ روی شفت خروجی سوار سده است . این برآمدگی از خط مرکزی شفت انحراف دارد و مانند یک هندل عمل می کند .
روتور قدرت لازم را برای چرخش شفت خروجی تامین می کند . با چرخش یک دور روتور در داخل محفظه ، شفت خروجی سه بار می چرخد .




با حرکت روتور داخل محفظه ، سه حجم با اندازه های مختلف بوجود می آید . این تغییر اندازه فرایند پمپ کردن را فراهم می کند . اجازه دهید نگاه کنیم روی هر کدام از چهار سیکل .
مکش
مرحله مکش از سیکل ، موقعی شروع می شود که یکی از نوک ای روتور از جلوی دریچه ورودی عبور کند . و این لحظه است که حجم محفظه به حداقل خود رسیده است . با عبور روتور از دریچه ورودی حجم محفظه کوچکتر و مخلوط هوا و سوخت را داخل موتور کشیده می شود .
هنگامی که نوک روتور از دریچه ورودی ( مکش) عبور می کند محفظه آب بندی شده و فرآیند تراکم شروع می شود .

تراکم

با ادامه حرکت روتور در اطراف محفظه ، حجم محفظه کوچکتر و مخلوط هوا و سوخت فشرده می شود. در این موقع سطح روتور به طرف شمع می چرخد و حجم محفظه دوباره به حداقل خود می رسد . این موقعی است که احتراق شروع می شود .



احتراق
بیشتر موتور های روتوری دو شمع دارند . حجم محفظه احتراق بزرگ است بنابراین اگر تنها یک شمع داشته باشد شعله به آرامی پخش می شود . وقتی که شمع جرقه می زند مخلوط هوا و سوخت محترق شده ، و به سرعت فشاری ایجاد می شود . این نیرو باعث حرکت موتور می شود .
فشار حاصل از احتراق به روتور نیروی در جهت افزایش حجم محفظه وارد می کند . با ادامه انبساط گاز های محترق شده ، روتور حرکت می کند و توان تولید می کند تا نوک روتور از جلوی دریچه خروجی ( تخلیه) عبور کند .


تخلیه با عبور هر تغیه روتور از جلو دریچه خروجی ( تخلیه )، گازهای حاصل از احتراق با فشاربسیار بالا به سمت دریچه خروجی جریان می یابد . با ادامه حرکت روتور ، حجم محفظه کم می شود و گاز های باقیمانده از دریچه خروجی خارج می شوند . در این موقع حجم محفظه به کمترین حالت خود نزدیک می شود و نوک روتور از دریچه ورودی عبور می کند و تمام سیکل دوباره شروع می شود .


یک چیز جالب در موتور های دوار این است که هریک از سطوح روتور همیشه انجام یک قسمت از سیکل را بر عهده دارد . در یک چرخش کامل روتور سه بار فرآیند احتراق داریم . اما به یاد داشته باشید ، شفت خروجی برای هر دور(چرخش)کامل روتور، سه بار می چرخد و این به منعای این است که یک فرآیند احتراق برای هر چرخش شفت خروجی داریم .

تفاوت ها و چالش ها
چند ویژگی زیر موتور های دوار را از نوع پیستونی متمایز می کند .

بخشهاى متحرک کمتر

موتور های دوار قسمت های متحرک کمتری در مقایسه با موتور های چهار زمانه پیستونی دارند . یک موتور دوار دو روتوره ، سه قسمت اصلی متحرک دارد : دو روتور و یک شفت خروجی . هر موتور چهار سیلندر ساده پیستونی بیش از چهار قسمت متحرک دارد . شامل پیستون ها ، شاتون، میل سوپاپ، فنر سوپاپ ها ، اسبک ها ، تسمه تایمینگ ، دنده تایمینگ و میل لنگ .
تمام قسمت های موتور های دوار عملاً در یک جهت می چرخند در صورتیکه در عملکرد موتور های معمول ( پیستونی ) تغییر ناگهانی مثلاً در پیستون ها داریم .

آرام کار کردن ( بدون لرزش)
تمام قطعات موتور دوار بطور پیوسته دریک جهت در حال چرخش هستند . که در مقایسه با تغییر جهت شدید قطعات متحرک در موتورهای پیستونی از ارجحیت خاصی برخوردار است. موتورهای دورانی بدلیل تقارن خاص قطعات گردنده دارای بالانس داخلی است که هرگونه ارتعاشی را از بین می برد.
همچنین انتقال قدرت در موتورهای دورانی نیز نرم تر است ، زیرا هر احتراق در طول 90 درجه چرخش روتور حاصل می شود. از آنجایی که چرخش محور خروجی سه برابر چرخش روتور است پس هر احتراق در طول 270 درجه چرخش محور خروجی حاصل می گردد. این یعنی یک موتور تک روتوره در سه چهارم گردش محور خروجی خود قدرت انتقال می دهد، در مقایسه با موتور تک سیلندر پیستونی که احتراق در طول 180 درجه از دو دور گردش میل لنگ یا یک چهارم گردش محور خروجی آن رخ می دهد.


آهسته کار کردن قطعات
از آنجا که روتور یک سوم سرعت شفت خروجی می چرخد پس قسمت ( قطعات متحرک ) اصلی موتور دوار حرکت آرام تری نسبت به قسمت های متحرک در موتور های پیستونی دارد و این به قابلیت اطمینان آن کمک می کند .

چالش ها
بعضی از چالش ها در طراحی یک موتور دوار :
·به عنوان نمونه ساخت موتور های دواری که بتواند استاندارد U.S. emissions پوشش دهد مشکل است ( اما غیر ممکن نیست )
·هزینه ساخت آن می تواند بالا باشد ، بیشتر به دلیل اینکه تولید نسبت به موتور های پیستونی بالا نیست .
·مصرف سوخت بالاتری نسبت به موتور های پیستونی دارد زیرا بازده ترمودینامیکی موتور به خاطر بزرگتر بودن شکل محفظه احتراق و نسبت پایین تراکم کاهش می یابد

جریان سیال در لوله ها

سیالات، موادی هستند که شکل ظرفی را که درون آن قرار دارند، به خود می گیرند و لذا برای انتقال آنها، به در هر بار که کاسه پر می شود میزان محیطی واسطه نیاز داریم. این محیط واسطه می تواند یک کاسه باشدمشخصی مایع، مثلاً آب را بصورت گسسته انتقال می دهد و یا اینکه می توان از وسیله ای استفاده کرد که صورت پیوسته سیال را انتقال دهد.بشر از دیر باز برای انتقال سیالات و یا انتقال انرژی توسط سیال منتقل شده، از لوله ها استفاده می کرده است.لوله ها در طولها، اشکال و اندازه های مختلف بکار می روند.آیا تا بهحال به شکل لوله ها دقت کرده اید؟چرا همه یک شکل نیستند؟ زیاد شدن طول یا قطر لوله چه اثری برروی انتقال سیال و میزان مصرف انرژی خواهد گذاشت؟چرا لوله را بصورت مستقیم بکار می برند؟ اگر لوله راخم کنند و یا حتی بپیچانند، چه تغییری در جریان سیال مشاهده می کنیم؟






ادامه این مطلب را از اینجا دانلود کنید.

فرز چرخ دنده زنی Gear hobbing machine

مقاله ۱

مفاله ۲

مقاله ۳

مقاله های ارائه شده به زبان انگلیسی می باشند .

روشهای تولید چرخدنده

روش تولید در تمام قطعات صنعت به فاکتور هایی مثل هزینه تولید و زمان انجام کار و دقت کار و... بستگی دارد.
  فرز هاب  تا تیراژ 100000 جواب گویی خوبی دارد .

در ادامه دو مقاله جامع درباره روشهای تولید چرخدنده آمده که امیدوارم مفید واقع بشود .

مقاله 1

مقاله 2

تخمین فرکانس طبیعی ورق کامپوزیتی الیاف فلز

---

تخمین فرکانس طبیعی ورق کامپوزیتی الیاف فلز با استفاده از هوش مصنوعی

ورقهای کامپوزیت الیاف فلز خواص آلیاژهای آلومینیوم و مواد مرکب را با هم داراست. در این تحقیق یک ورق کامپوزیتی مدل شده و فرکانس طبیعی آن محاسبه می گردد. با تغییر پارامترهای موثر در میزان ANSYS الیاف فلز توسط نرم افزار فرکانس طبیعی این ورق از جمله درجه حرارت، زاویه الیاف و برای نسبت طول به عرض های مختلف مسئله برای حالت در جهت آموزش ANSYS های مختلف تحلیل می گردد و فرکانس طبیعی آن محاسبه می شود. از خروجی های نرم افزار و ایجاد یک شبکه عصبی انتشار برگشتی استفاده می شود. با آموزش این شبکه قادر خواهیم بود بدون نیاز به حل دقیق مسئله و یا مدل سازی آن میزان فرکانس طبیعی این نوع ورق را با دقت قابل قبول تخمین بزنیم. به این ترتیب حجم عملیات کامپیوتری بنحو چشم گیری کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد که شبکه عصبی به خوبی توانایی تخمین فرکانس طبیعی را دارد. همچنین با افزایش نسبت طول به عرض ورق و دما فرکانس طبیعی به ترتیب زیاد و کم می یابد.

دانلود

پسورد : spow

محاسبه نظری نیروی لحظه ای چین خوردگی در ستونهای مربعی تک سلولی

محاسبه نظری نیروی لحظه ای چین خوردگی در ستونهای مربعی تک سلولی تحت بار محوری

در این مقاله، رابطه ای برای محاسبه نیروی لحظه ای چین خوردگی برای ستون تک سلولی مربعی زیر بار محوری ارایه می شود. اساس این رابطه، تعریف و تحلیل «سازوکار اساسی چین خوردگی» و محاسبه نیروی متوسط چین خوردگی است. برای این منظور مجموع نرخ انرژیهای تلف شده بر اثر خمش حول مفصل های افقی و مورب و نیز نرخ انرژی تلف شده بر اثر تغییر شکلهای انبساطی، با نرخ کار خالص انجام شده توسط نیروی خارجی بر روی سازه برابر قرار داده می شود. رابطه به دست آمده می تواند نمودار نیروی لحظه ای چین خوردگی را بر حسب مسافت چین خوردگی و بر حسب زاویه چین خوردگی با دقت مناسبی پیش بینی کند و به جای مقدار میانگین نیروی چین خوردگی، مقدار نیرو را در هر لحظه تخمین می زند. نتایج به دست آمده با نتایج تجربی مقایسه و تطابق خوبی مشاهده شده است.

دانلود

مجموعه قالب جدید هیدروفرمینگ برای بهبود پرشدگی گوشه های قالب

مجموعه قالب جدید هیدروفرمینگ برای بهبود پرشدگی گوشه های قالب در ساخت قطعات لوله ای پله ای
قطعات لوله ای بدون درز مانند لوله های پله ای، لوله های با مقطع چهارگوش و لوله های مخروطی، معمولا با استفاده از فرایند هیدروفرمینگ لوله تولید می شوند. در شکلدهی این قطعات، دستیابی به شکل های با گوشه های تیز بسیار در عمل مشکل یا ناممکن است. در این مقاله با ارایه مجموعه قالب جدیدی، پر شدن گوشه های قالب برای تولید لوله های پله ای در فرایند هیدروفرمینگ مطالعه شده است. برای قالب ارایه شده، به روش اجزای محدود شبیه سازی شده، چگونگی پر شدن قطعه در درون حفره قالب مطالعه شده است. به منظور تایید نتایج شبیه سازی، این مجموعه قالب ساخته شده، مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج به دست آمده ضمن تایید نتایج شبیه سازی، نشان می دهد که در قالب جدید می توان به محصولاتی با گوشه های کاملا تیز رسید. پیچیده نبودن ساختار قالب و پایین بودن فشار شکلدهی برخی مزایای قالب ارایه شده است. همچنین، توزیع ضخامت قطعات شکل داده شده در قالب جدید نسبت به قطعات تولید شده در قالب متداول یکنواخت تر بوده است.

دانلود

شبیه سازی مستقیم جریان جت دو بعدی مغشوش به روش تفاضل محدود فشرد

---

شبیه سازی مستقیم جریان جت دو بعدی مغشوش به روش تفاضل محدود فشرده
در این پژوهش معادلات بی بعد شده ناویر استوکس در شکل چرخشی برای جت دو بعدی صفحه ای به روش مستقیم عددی حل شده است. با در نظر گرفتن توزیع سرعت در ورودی دامنه محاسباتی، از نیم عرض جت به عنوان طول مشخصه و از سرعت خط مرکزی به عنوان سرعت مشخصه به منظور بی بعد سازی استفاده شده است. معادلات حاکم با استفاده از روش تفاضل محدود فشرده، گسسته سازی شده و از نگاشت y=-b cot (pz)برای ارتباط دهی دامنه فیزیکی به دامنه محاسباتی استفاده شده است. برای توسعه محاسبات در دامنه زمان از روش رانج کوتا فشرده مرتبه سوم استفاده و شرط مرزی خروجی با استفاده از مدل انتقالی تعیین شده است. از نتایج تحلیلی جریان سه بعدی کاملا لزج استوکس و جریان ایدیال استوارت برای بررسی صحت نتایج استفاده شده است. در این مطالعه جریان جت مغشوش دردستگاه مختصات خود تشابه بررسی شده و توزیع شدت توربولانس و تنش رینولدز به دست آمده است. نتایج بیانگر رفتار غیر خودتشابهی لایه برشی است

دانلود

حل کلی استوانه های جدار ضخیم متقارن محوری

حل کلی استوانه های جدار ضخیم متقارن محوری ساخته شده از مواد ناهمگن FG با استفاده از نظریه الاستیسیته مستوی
در این مقاله با استفاده از الاستیسیته مستوی (PET)، معادله حاکم بر استوانه های جدار ضخیم متقارن محوری ساخته شده از مواد ناهمگن FG در حالت کلی استخراج شده و سپس تنش های شعاعی و محیطی و نیز جابه جایی شعاعی استوان های به ازای ریشه های حقیقی، ریشه های مضاعف و ریشه های مختلط معادله مشخصه با درنظر گرفتن شرایط انتهایی متفاوت استوانه: دو سر باز، دو سر بسته و مقید و دو سر بسته و نامقید، به صورت تحلیلی (حل دقیق) به دست آمده است. تنش ها و جابه جایی با تغییرات ضرایب ناهمگنی مطالعه و با حالت استوانه جدار ضخیم همگن مقایسه شده است. در این مقاله، روابط تحلیلی در وضعیت های متفاوت، به دست آمده و سپس با تنها وضعیت تحلیل شده توسط یکی از پژوهشگران مقایسه و اشتباه مقاله ایشان تصحیح و تکمیل شده است. جنس استوانه، ماده ناهمگن و همسانگرد با تغییرات مدول الاستیسیته در راستای شعاعی به صورت توانی و با نسبت پواسون ثابت است.

دانلود

بررسی فرایند دبل بالج تیوب هیدروفرمینگ و شکلدهی چرخشی

بررسی فرایند دبل بالج تیوب هیدروفرمینگ و شکلدهی چرخشی
دبل بالج هیدروفرمینگ یکی از شاخه های فرایند هیدروفرمینگ لوله است که در آن به جای استفاده از لوله به عنوان قطعه خام، از قطعه کشش عمیق استفاده شده و پس از پر شدن محفظه از سیال تحت فشار، به شکل قالب شکل داده می شود. در این مقاله نتایج حاصل از شکلدهی قطعاتی از جنس فولاد زنگ نزن 304 با فشارهای مختلف به روش دبل بالج هیدروفرمینگ ارایه شده است. پس از اندازه گیری بیشینه تغییر ارتفاع (بیشینه قطر خارجی) در منحنی های شکل داده شده توسط ماشین اندازه گیری مختصات، ضخامت در طول پروفیل توسط آزمایش ضخامت سنجی اولتراسونیک اندازه گیری شده است. نتایج نشان دهنده تاثیر مستقیم فشار بر بیشینه تغییر ارتفاع و تغییرات ضخامت است همچنین مشاهده می شود که تغییرات ضخامت در این روش نسبت به سایر روشهای شکلدهی قطعات (مانند اسپینینگ سنتی) بسیار اندک است. در بخش دیگر، فرایند به کمک نرم افزار جامع ABAQUS 6.4 شبیه سازی شده و اثر پارامترهای موثر بر شکلدهی مانند ضریب اصطکاک و پارامترهای مرتبط با خواص ماده مانند مدول الاستسیته، تنش تسلیم و ضریب کرنش سختی مورد بحث قرار گرفته است. نتایج بیانگر آن است که مانند سایر شاخه های فرایند هیدروفرمینگ لوله، با افزایش ضریب اصطکاک، بیشینه تغییر ارتفاع کاهش یافته و تغییرات ضخامت افزایش می یابد

دانلود

شبیه سازی دینامیکی فرایند فرزکاری با بار جانبی

---

شبیه سازی دینامیکی فرایند فرزکاری با بار جانبی کم و بررسی اثر عمق برش و نرخ پیشروی

در طی عملیات فرزکاری، نیروهای برشی باعث ایجاد ارتعاشات در ابزار برشی، قطعه کار و تجهیزات نگهدارنده می شود و بنابراین سلامت سطح قطعه نهایی و کیفیت محصول را تحت تاثیر قرار می دهد. پیش بینی دقیق نیروهای برشی برای انتخاب بهینه فرز انگشتی و ماشینهای ابزار از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق مدل سازی و شبیه سازی نیروهای برشی در فرایند فرزکاری انگشتی انجام می شود. ابعاد براده در حال ماشینکاری با استفاده از نرم افزار شبیه سازی سه بعدی تخمین زده می شود. اثر عمق برش و نرخ پیشروی تعیین شده و قبل از هرگونه عملیات ماشینکاری، شرایط براده برداری پیش بینی می شود.

دانلود

حل عددی جریان آشفته به روش گردابه های بزرگ

حل عددی جریان آشفته به روش گردابه های بزرگ با استفاده از مدل زیرشبکه دینامیکی موضعی
در این تحقیق کاربرد مدل های زیر شبکه اسماگورینسکی و دینامیکی موضعی در روش شبیه سازی گردابه های بزرگ مطالعه می شود. در مدل سازی مقیاس کوچک، به تعیین ضریب اسماگورینسکی نیاز است که در مدل اسماگورینسکی مقدار ثابتی بوده و به صورت تجربی انتخاب می شود. برخی مدل های دینامیکی در راستای تخمین بهتر این ضریب توسعه یافته اند که مستلزم اعمال ***** عددی هستند. ***** مورد استفاده در متوسط گیری مکانی در این تحقیق، ***** گاوسی است. روش عددی، حجم محدود است و از الگوریتم سیمپل برای برآورد جمله فشار استفاده شده. برای کاهش بار محاسباتی با هدف انجام در کامپیوترهای شخصی، عدد رینولدز طوری انتخاب شده که جریان سیال را بتوان دوبعدی فرض کرد. مقایسه با نتایج آزمایشگاهی که عدد رینولدز آن در همین محدوده قرار دارد، بیانگر دقت بالای روش و مدل مورد استفاده است. بررسی های انجام شده نشان می دهد که گرچه مدل دینامیکی موضعی به دلیل محاسبه ضریب اسماگورینسکی برای هر نقطه، هزینه محاسباتی بیشتری دارد، اما به دلیل دقت بالاتر و استفاده از شبکه بندی بزرگ تر، هزینه محاسبات اضافی را می توان جبران کرد.

دانلود

تحلیل غیرخطی تیر چند لایه

---

تحلیل غیرخطی تیر چند لایه همراه با لایه پیزوالکتریک با در نظر گرفتن تغییر شکل های بزرگ

در این مقاله تحلیل استاتیکی تیر چند لایه همراه با لایه پیزوالکتریک به عنوان حسگر و همچنین بدون در نظر گرفتن لایه پیزوالکتریک، تحت تغییرشکل بزرگ به روش المان محدود و با بهره گیری از فرمول بندی لاگرانژی به هنگام (ال-یو-ام) و اصل کار مجازی مطالعه شده است. برای تحلیل از المان چهار گرهی که در هر گره دو درجه آزادی جابه جایی و یک درجه آزادی الکتریکی دارد، استفاده شده است. برای نشان دادن قابلیت و کارایی روش محاسباتی و تحلیل حاضر، با استفاده از کدنویسی در متلب نتایج با سایر تحقیقات مقایسه شده است.

دانلود

بررسی جریان آشفته دوبعدی و پدیده انتقال به روش شبیه سازی گردابه

بررسی جریان آشفته دوبعدی و پدیده انتقال به روش شبیه سازی گردابه های بزرگ (LES)

خاصیت خنثی خاصیتی است که فقط از میدان جریان اثر می پذیرد، بدون اینکه بر آن تاثیر بگذارد. در این مقاله نخست معادلات حاکم بر جریان آشفته حل شده و پدیده انتقال خاصیتی خنثی، در جریان آشفته دو بعدی، به صورت عددی مطالعه شده است. سپس با در دست داشتن مقادیر سرعت ها، معادله انتقال برای یافتن خاصیت خنثی حل می شود. برای حل جریان آشفته میدان سرعت، از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ (LES) با مدل زیر شبکه از نوع اسماگورینسکی استفاده شده است. در بررسی اعتبار کد، جریان داخل حفره مبنای مقایسه بوده است. در محاسبات مربوط به پدیده انتقال برای خاصیت خنثی از روش LES توام با مدل اسماگورینسکی استفاده شده تا سازگاری بیشتری بین نحوه حل معادلات سرعت و پدیده انتقال ایجاد شود، حل سه بعدی جریان آشفته مستلزم صرف زمان و هزینه زیادی است، لذا با استفاده از نوعی مدل دو بعدی، صرفه جویی مناسبی صورت می گیرد. در عوض، برای راست آزمایی مدل، عدد رینولدز جریان باید چنان انتخاب شود که فرض دو بعدی بودن جریان معتبر باشد. مقایسه نتایج عددی با مقادیر آزمایشگاهی در محدوده مدل دو بعدی، نشان دهنده دقت بالای روش پیشنهادی و سازگاری آن با حل عددی معادلات انتقال و مومنتم است. دقت نتایج حاصل، این امید را ایجاد می کند که بتوان انتقال گونه ها و نهایتا شبیه سازی احتراق را با استفاده از روش گردابه های بزرگ ممکن ساخت.

دانلود