خودروهاي هيبريدي (Hybrid Vehicles)

خودروهاي هيبريدي (Hybrid Vehicles)

• مقدمه

امروزه با توجه به آلودگي‌هاي ناشي از خودروها و محدوديت‌هاي سوخت فسيلي، كارخانه‌هاي خودروسازي گام مهمي در مقابله با اين امر برداشته‌اند كه از جمله آنها مي توان به خودروهاي هيبريدي (Hybrid Vehicle)، تکنولوژي پيل سوختي (Fuel Cell)، موتورهاي با پاشش مستقيم‌ بنزيني (GDI)، موتورهاي HCCI و خودروهاي دو گانه سوز (Bifuel) اشاره کرد.

بازدة بالا، آلايندگي كم، مسافت قابل پيمايش بالا، ايمني مطلوب و قيمت قابل رقابت با خودروهاي متداول از جمله ويژگيهاي حائز اهميت براي خودروهاي هيبريدي است. بسياري از خودروسازان بزرگ مبادرت به توليد اين خودروها در سطحي گسترده نموده‌اند. در اين قسمت به شماي كلي از نحوة عملکرد، حالتهاي كاركردي، مزايا، معايب و تقسيم‌بندي سيستم‌هاي مختلف خودروي هيبريدي خواهيم پرداخت.

• تاريخچة خودروي هيبريدي

يك مهندس آمريكائي به نام H.Piper در 23 نوامبر 1905 يك ماشين هيبريدي ساخت كه قادر بود در طي 10 ثانيه تا 25 مايل شتاب بگيرد. موتور اين خودرو تركيبي از موتور بنزيني و موتور الكتريكي بود كه امروزه به عنوان موتور هيبريدي شناخته مي‌شود. Piper در سه سال و نيم بعد، اختراع خود را ثبت نمود؛ اما پيشرفت سريع موتورهاي احتراق داخلي با قدرت و گشتاور بالا در آن دوره، همچنين قابليت استارت بدون هندل آنها و از همه مهمتر پايين بودن قيمت سوختهي فسيلي و مطرح نبودن آلودگي محيط زيست، سبب عدم توجه به اين نوع خودروها شد. در پي بحرانهاي نفتي سالهاي 1970 دوباره اين خودروها مورد توجه قرار گرفتند ولي تا سال 1990 که كار اصولي با مشاركت PNGV (Partnership for a New Generation Vehicle) در آمريكا آغاز گرديد، ين خودروها به طور جدي پيگيري نشدند.

امروزه خودروهاي هيبريدي مورد توجه كمپانيهاي بزرگ جهان قرار گرفته اند كه از آن جمله مي‌توان به شركتهايي مانند: تويوتا، هندا، ميتسوبيشي، فورد، فيات، جنرال موتورز، دايملر كرايسلر، نيسان و پژو و ... اشاره نمود. توفيق اين محصولات به حدي چشمگير بوده كه از دسامبر سال 1997 تا ابتداي سال 2000 بيش از چهل هزار محصول پريوس كمپاني تويوتا به فروش رسيده است.

ويژگيها

خودروهاي هيبريدي، نوع تعميم يافته خودروهاي برقي خالص مي‌باشند كه معايب خودروهاي برقي خالص تا حدود زيادي در آنها برطرف گرديده است و مي توان گفت معايب خودروهاي احتراق داخلي نيز تا حدودي در آنها برطرف شده است. از مزاياي مهم اين خودروها نسبت به خودروهاي احتراق داخلي، كاركرد در دور و بار ثابت بوده و به اصطلاح در نقطة بهينة خود كار مي‌كنند كه اين امر باعث بالا رفتن بازده موتور و كاهش آلودگي و پايين آمدن مصرف سوخت مي‌گردد و ديگر اينكه به هنگام ترمزگيري و يا شتاب منفي، انرژي به صورت الكتريكي در باطري ها ذخيره مي‌شود و همين امر باعث كاركرد كمتر موتور احتراقي خواهد شد و در نتيجه منجر به كاهش آلودگي و پايين آمدن مصرف سوخت مي‌گردد. به عنوان مثال تويوتا پريوس (Toyota Prius) با موتور ۴ سيلندر ۱۵۰۰ سي سي مصرف سوختي معادل ۲/۴ ليتر در ۱۰۰ کيلومتر دارد. مزيت ديگر اين خودروها نسبت به خودروي برقي خالص، قابليت پيمودن مسيرهاي طولاني در هر بار شارژ كردن باطري مي‌باشد

سيستمهاي ذخيره سازي انرژي :

خودروهي هيبريدي از ساختارهاي مختلفي برخوردارند. اما الزاما" يك خودروي هيبريدي از يك سيستم ذخير ساز انرژي، يك واحد توليد قدرت و يك سيستم انتقال قدرت تشكيل شده است. انتخابهاي اوليه براي سيستم ذخيره ساز انرژي باطريها، خازنها و فلايويل‌ها هستند. اگر چه باطريها عمده‌ترين انتخاب در اين زمينه مي‌باشند اما تحقيق بر روي زمينه‌هاي ديگر ذخيره‌سازي انرژي آغاز شده است. باطري ها، بدليل ارزان و تجاري بودن و نداشتن قسمتهاي متحرک اولين وسيله ذخيره انرژي و همانطور که گفته شد متداولترين است اما بزرگترين عيبشان عمر كوتاه آنها مي باشد. البته باطريها با تكنولوژي جديد بسيار گران مي‌باشند و امروزه تعداد زيادي از باطريهاي جديد در حال توسعه هستند.

انواع خودروهاي هيبريدي :

با توجه به ساختار كنترلي و طريقه اتصال اجزاء به يكديگر، خودروهاي هيبريدي به سه نوع سري، موازي و سري-موازي تقسيم‌بندي مي‌شوند.

سيستم هيبريدي سري :

در اين دسته از خودروها موتور احتراق داخلي يك ژنراتور را مي‌چرخاند و اين ژنراتور، هم باطري را شارژ مي كند و هم يك موتور الكتريكي را به حركت درمي‌آورد و بدين صورت انتقال قدرت صورت مي گيرد. در اين ساختار موتور احتراقي مستقيم به سيستم انتقال قدرت وصل نمي‌شود.

اين سيستم به خاطر اين سري ناميده مي‌شود كه قدرت، به صورت سري به چرخ‌ها منتقل مي‌گردد و از آن براي رانش موتورهاي با قدرت كم و با رنج كاركرد بهينه استفاده مي شود.

سيستم هيبريدي موازي :

در اين نوع سيستم، موتور احتراقي و موتور الكتريكي به صورت موازي چرخها را به حركت درمي‌آورند. در اين سيستم موتور الكتريكي توسط باطري و موتور احتراقي توسط منبع سوخت فسيلي مستقيما" تغذيه مي‌گردند. در اين حالت ژنراتور حذف شده و باطري با تغيير حالت موتور الكتريكي به ژنراتور شارژ مي‌گردد. از آنجائيكه ين سيستم فقط يك موتور دارد موتور الكتريكي نمي‌تواند همزمان هم باطري را شارژ كند و هم باعث رانش چرخها گردد. يك تصوير ساده از اين سيستم در ذيل نشان داده شده است.

سيستم هيبريدي سري ـ موازي:

اين طرح بگونه ي است كه مي‌توان از آن در شرايط مختلف به صورت هيبريد سري يا موازي استفاده نمود. در اين سيستم با بهره‌گيري از فن‌آوري پيشرفته امكان استفاده از سيستم احتراقي و سيستم الكتريكي بطور جداگانه و همزمان وجود دارد. به اين ترتيب در مواقع شهري كاملا" الكتريكي و بدون آلودگي و در سرعتهاي بالا و در محدودة برون شهري مي‌تواند بطور مستقل احتراقي و يا تركيبي از دو سيستم باشد. در مواقعي چون شتابگيري سريع، هر دو سيستم با هم عمل مي‌كنند. چنين ايده‌اي فقط بكمك يك فن‌آوري مدرن در يك خودرو سواري قابل اجراست. معمولا" چنين سيستمهايي از نوع تركيبي هستند و با بهره‌گيري از يك استراتژي كنترلي مناسب عملا" همراه با فراهم آوردن عملكرد مناسب، سطح شارژ باطريها نيز در حد خوبي نگهداري مي‌شود بدين ترتيب اين خودرو مي‌تواند چه در شهر و چه در جاده به يك خودروي متداول تبديل گردد. در اين سيستم دو موتور الكتريكي وجود دارد كه بسته به شرايط مي‌تواند تركيبي از آنها به كار آيند و قابليت تبديل به ژنراتور را نيز دارند.

اين سيستم در خودرو Prius و Estima شرکت تويوتا استفاده شده است.

مقايسه چند نوع سيستم هيبريدي:

۱- كاهش اتلاف انرژي: سيستم بطور اتوماتيك در حالت idle (درجا) خاموش مي*شود و بدين ترتيب از به هدر رفتن انرژي جلوگيري مي شود.
۲- ذخيره*سازي و برگرداندن انرژي: انرژيي كه در هنگام شتاب منفي و ترمزگيري هدر مي*رود را به انرژي الكتريكي تبديل نموده و از اتلاف آنها جلوگيري مي*كند.
۳- كمك به كاركرد موتور احتراقي: موتور الكتريكي در زمان شتابگيري به كاركرد موتور احتراقي كمك مي*كند.
۴- كاركرد با بازدهي بالا: اين سيستم با يک استراتژي کنترلي مناسب، بازدهي کلي خودرو را در تمام شرايط کاري در حالت بيشينه نگه مي دارد؛ بدين صورت که موتور الکتريکي مانند يک جبران ساز در شرايطي که قدرت موتور احتراق داخلي کافي نيست وارد عمل مي گردد و در مواقعي که قدرت موتور احتراق داخلي بيشتر از نياز خودرو است، انرژي مازاد در باطريها ذخيره مي گردد.
حالتهاي عملكردي موتور هيبريدي سري-موازي:
حالتهاي عملكردي يك موتور هيبريدي سري-موازي را مي**توان به شش قسمت تقسيم نمود:

حالت روشن شدن و دورهاي پايين و متوسط:

در اين حالت موتور احتراقي كه بازدهي مناسبي ندارد كاملا" خاموش است و فقط موتور الكتريكي توان مورد نياز خودرو را تأمين مي*نمايد (A)

حركت در حالتهاي معمولي:
قدرت ناشي از موتور احتراقي توسط تقسيم كنندة قدرت (Power split device) به دو بخش تقسيم مي*گردد قسمتي از قدرت آن به ژنراتور مي*رود كه منجر به حركت در آوردن موتور الكتريكي مي*گردد (B) و مابقي چرخها را مستقيما" به حركت درمي*آورد (C) قدرت موتورا حتراقي در اين مرحله در حداكثر بازدهي است.

شتابگيري سريع:
در حاليكه قدرت يكنواختي از مسيرهاي B و C به چرخها منتقل مي گردد توان اضافي توسط باطري نيز جهت افزايش توان موتور الکتريکي (A) تامين مي گردد.

شتاب كندشونده و يا ترمزگيري:
موتور با قدرت بالا به ژنراتور با قدرت بالايي تبديل مي*گردد كه توسط چرخها به حركت درمي*آيد. در اين حالت انرژي جنبشي به انرژي مكانيكي تبديل شده و در باطري ذخيره مي*گردد. (D)

شارژ شدن باطري:
براي اينكه باطريها هميشه در حد قابل قبولي انرژي داشته باشند. در حالت ضروري كه احتياج باشد توسط موتور احتراقي شارژ مي*گردد.(E)

حالت استراحت:
موتور به حالت اتوماتيك خاموش مي*گردد

سيستم ايمني ESP

سيستم ايمني ESP
 

امروزه ايمني خودرو در عرصه رقابت جهاني از مهم‌ترين عوامل فروش خودروسازان است. خودروسازان مطرح جهان سعي مي‌كنند از سيستم‌هاي ايمني مطلوب بر روي خودروهاي خود استفاده كنند. سيستم‌هاي ايمني به 2 دسته تقسيم مي‌شوند:

1. سيستم‌هاي فعال: اين سيستم‌ها در هنگام حركت خودرو فعالند و شرايط ديناميكي خودرو را براي پيشگيري از بروز تصادف، كنترل مي‌كند.

برخي از اين سيستم‌هاي فعال عبارتند از:
ABS[1]: سيستم ترمز ضدقفل هنگام قفل كردن چرخ‌ها فشار ترمز را براي افزايش كارايي سيستم ترمز، كاهش مي‌دهد.
ASR: اين سيستم، امكان استفاده بهينه از اصطكاك سطح جاده رد در حالت شتاب‌گيري براي خودرو، فراهم مي‌كند.
EBD[2]: سيستم هماهنگ كننده نيروي ترمز، نرم‌افزاري در حافظه ABS است و كنترل مجزاي چرخ‌ها را در هنگام قفل كردن برعهده دارد.
ESP[3]: عملكرد اين سيستم در اين مقاله به‌طور مفصل، بررسي مي‌شود.

2. سيستم‌هاي غيرفعال: از اين سيستم‌ها در كاهش تصادفات خطرناك استفاده مي‌شود و عبارتند از:
كمربند
كيسه هوا
فيوز قفل كن

سيستم ESP، جديدترين سيستم حفاظتي خودرو است و از سال 2002 ميلادي بر روي 27 درصد از وسايل نقليه اروپايي، نصب شده است. اين آماردر خودروهاي ژاپني و امريكايي 75درصد بوده و روبه افزايش است.

خودروهايي كه سيستم ESP دارند از ديگر سيستم‌ها نظير: EBD, ASR, ABS و... استفاده مي‌كنند.

اين سيستم براي كنترل مطلوب خودرو بر روي سطح جاده و حفظ ثبات آن در هنگام پيچيدن، طراحي شده است. اگر راننده با گردش سريع فرمان، كنترل خورو را از دست بدهد و خودرو بلغزد، سيستم ESP آن را به مسير اصلي خود برمي‌گرداند.

براي تغيير مسير خودرو از 2 سيستم استفاده مي‌شود:
سيستم فرمان: استفاده عمومي از فرمان براي تغيير مسير
سيستم ترمز: از سيستم ترمز براي كاهش سرعت خودرو و تغيير مسير آن استفاده مي‌شود.

اگر خودرويي در حال حركت باشد و ناگهان ترمز يكي از چرخ‌هاي آن فعال شود، به دليل اختلاف سرعت، در جهت همان چرخ مي‌چرخد. اين سيستم در تانك‌ها و خودروهاي راهسازي به جاي سيستم فرمان و در تراكتورها و خودروهاي رالي براي كنترل بهتر در كنار سيستم فرمان استفاده شده است. راننده با فشردن يكي از پدال‌ها يا اهرم هاي موجود در زيرپاي خود خودرو را به سمت دلخواه، هدايت مي‌كند. سيستم ESP هنگام تغيير مسير ناخواسته خودرو آن را به مسير اوليه خود باز مي‌گرداند. ESP، لغزش جانبي خودرو را در هنگام گردش فرمان با اعمال نيروي ترمز بر روي يك چرخ، كنترل مي‌كند و خودرو را به مسير مورد نظر راننده برمي‌گرداند
سيستم ESP با استفاده از حسگر فرمان از جهت مورد نظر راننده مطلع مي‌شود. حسگر چرخ‌ها و محاسبات اختلاف سرعت ايجاد شده، وضعيت خودرو را روي سطح، تخمين مي‌زند و با مقايسه اين 2 داده، انحراف خودرو از مسير مورد نظر، بررسي مي شود. هنگام گردش فرمان، بيم چرخ‌ها و اطلاعات حسگر شتاب، جهت مورد نظر راننده را مشخص مي‌كند. اگر لغزش جانبي در خودرو ايجاد شده باشد، سيستم ESP آن را به حالت اوليه خود باز مي‌گرداند. نمودار يك، عملكرد سيستم ESP را نشان مي‌دهد.

گیربکس های روز دنیا

گیربکس سنسو درایو چیست؟
کمپانی سیتروئن از جمله خودروسازان اروپایی پیشرو در زمینه خلق و استفاده از تکنولوژی های مختلف است .علی الخصوص تکنولوژی هایی که تاثیر مستقیم بر روی نحوه هدایت خودرو و راحتی دائمی هر چه بیشتر آن داشته باشد.
گیریکس سنسور درایو SENSO DRIVE در واقع یک گیربکس اتوماتیک دستی بوده که کیفیت کاری گیربکس دستی و راحتی گیربکس اتوماتیک در آن یکجا جمع آوری شده است راننده در تمامی شرایط حق انتخاب حالتهای دستی و یا اتوماتیک را دارا است .این تکنولوژی کیفیت های لازم مورد نیاز برای تامین طیف وسیعی از نیازها بشرح ذیل را دارد نظر به اینکه دارای حالت اتوماتیک تعویض دنده بوده بنابراین در ترافیک شلوغ شهر ها باعث راحتی و آرامش راننده می گردد .طرح ارگونومیکی آن بگونه ای است که راحتی بسیاری را برای کار با آن به راننده می دهد چون پدال های تعویض دنده بر روی فرمان قرار گرفته و چنانچه بخواهید با اهرم دنده که در کنسول میانی قرار دارد عمل تعویض را انجام دهید چون از کلاچ خبری نیست لذا این کار آسان انجام می گیرد .
میزان مصرف تامین سوخت نظر به اینکه راندمان کار گیربکس آن همانند انواع غیر اتوماتیک بوده و از طرف دیگر همانند گیر بکس های اتوماتیک دارای کنترل الکترونیکی می باشد .استفاده از این تکنولوژی باعث افزایش چشمگیر قیمت اتومبیل نشده و به همین دلیل جذابیت زیادی برای خریداران دارد .
ایمنی در استفاده از آن :چنانچه گیربکس را در حالت اتوماتیک قرار دهید نحوه تعویض دنده ها برحسب رفتار راننده و نحوه رانندگی او و نوع جاده دائماً در حال تغییرات است . واحد کنترلی گیربکس را در حین حرکت با یک دیالوگ خاص بطور دائمی با واحد کنترل کننده موتور در ارتباط است تا بتواند سرعت دوران موتور را در حین تعویض دنده کنترل کند و این امکان را به راننده می دهد که بدون برداشتن پای خود از روی پدال گاز تعویض دنده ها صورت پذیرد .در حال تعویض دستی سیستم مدیریت الکترونیکی دخالت مستقیم در عملیات تعویض دنده دارد و چنانچه انجام مانوری توسط راننده و سیستم کنترل کننده برای راننده و یا سیستم خطرناک تشخیص داده شود از انجام آن جلوگیری می شود .بطور مثال چنانچه اتومبیل با سرعت بالا در حرکت باشد و راننده قصد تعویض دنده را از پنج به دنده دو داشته باشد سیستم از انجام این کار جلوگیری میکند .در حال حاضر گیربکس سنسوترونیک برای دو موتور قابل سفارش است که عبارتند از موتور4/1 لیتری انژکتوری با شانزده سوپاپ که به v161.4i معروف است و دیگری موتور 4/1 لیتری HDI
در پیشرانه دیزلی یعنی HDI سیستم کنترل الکترونیکی در سنسو درایو به منظور بهبود قابلیت های دینامیکی خودرو ضریب دنده را خود به خود نزدیکتر می کند تا ضمناً مصرف سوخت نیز کاهش پیدا کند .
این موتور با استاندارد اروپائی یورو چهار EURO IIV مطابقت دارد . از نظر میانگین مصرف سوخت در مدل دیزلی کاملا با انواعی که مجهز به گیربکس معمولی دارند برابری می کند ، بطور مثال میانگین مصرف مدل C2 معادل 21/4 لیتر در یکصد کیلومتر یا 111 گرم CO2 می باشد در حالیکه در مدل C3 میزان مصرف 31/4 لیتر در یکصد کیلومتر و 113 گرم CO2 می باشد .سیستم کنترل الکترونیکی گیربکس در تعیین ضرایب دنده ها پارامتر های ذیل را در نظر قرار می دهد :
- وضعیت جاده از نظر سربالائی و سرپایینی
- وضعیت پیچ ها در طول مسیر
- عملیات راننده راجع به عملیاتی مانند ترمز کردن یا فشار آوردن بر روی پدال گاز
- سرعت حرکت اتومبیل
- میزان صدای گیر بکس نیز از دیگر عوامل تعیین کننده در ضریب دنده و زمان تعویض آن می باشد .
بدلایل ایمنی زمانیکه خودرو در حال پائین آمدن از یک سراشیبی و یا عبور از دایره یک پیچ می باشد هیچگاه گیربکس و سیستم کنترل کننده آن اقدام به سبک کردن دنده نمی کند قرار گرفتن پشت فرمان اتومبیل که مجهز به گیربکس سنسو درایو می باشد راننده را متوجه تفاوت های آن با انواعی که گیربکس های دستی معمولی دارند می نماید .چیزهایی که در اختیار راننده قرار دارند عبارتند :
پدالهای دستی که بر روی فرمان قرار دارند و بر روی آنها علامت + و – قرار دارد.
واحد نمایشگر در جلو داشبورد که دنده گیربکس را نشان می دهد وضعیت اتوماتیک و حالت حرکت بر روی برف که به Snow mode مشخص شده .
اهرم دنده سکانسی
اهرم انتخاب برنامه اتوماتیک برای گیر بکس
عدم وجود پدال کلاچ
در حالیکه گیربکس بر روی حالت غیر اتوماتیک گذاشته شده با شد راننده کنترل کامل بر روی دنده ها و نحوه تعویض آنها دارد .
برای تعویض دنده ها در این حالت یکی از این دو راه ذیل امکان پذیر است :
- استفاده از پدالهای دستی که بر روی فرمان قرار گرفته . پدالهای سمت راست برای سبک کردن دنده ها و آنهایی که در سمت چپ قرار دارند برای سنگین یا معکوس کردن دنده ها هستند .از طریق این پدالها هر پنج دنده موجود در گیربکس را می توان مورد استفاده قرار داد .نحوه قرار گرفتن این پدالها به صورت ثابت است بدون در نظر گرفتن موقعیت فرمان و این موضوع به خاطر مسائل ایمنی می باشد .
- روش دوم تغییر و تعویض دنده ها از طریق اهرم دنده روی کنسول میانی می باشد ،این اهرم حالت ثابتی در کنسول میانی دارد و چنانچه راننده آن را بطرف جلو فشار دهد دنده سبک شده و بالعکس .
برای اطمینان از نحوه کار صحیح موتور که بخش قابل توجهی از آن می تواند مربوط به عملکرد گیربکس و نحوه تعویض دنده ها باشد واحد کنترل کننده گیربکس همواره فرامین راننده را تحت کنترل داشته تا چنانچه حرکت راننده در جهت کاهش یا سبک کردن یا سنگین کردن بیش از حد معمول باشد از انجام آن جلوگیری شود .بدلایل ایمنی فقط از طریق اهرم بر روی کنسول میانی می توان اتومبیل و گیر بکس آن را بر روی حالت خلاص و یا دنده عقب قرار داد . برای اینکه گیربکس در حالت خلاص قرار گیرد راننده می بایست اهرم را سمت راست فشار دهد ،چنانچه راننده قصد داشته باشد گیربکس را در دنده عقب قرار دهد می بایست ابتدا اتومبیل را به وضعیت توقف کامل برساند و سپس پای خود را بر روی پدال ترمز قرا ر داده و در آخرین مرحله اهرم دنده را ابتدا سمت راست و سپس عقب فشار دهد .
سنسو درایو حتی زمانیکه بر روی حالت دستی قرار دارد رانندگی اتومبیل بسیار آسان می باشد بطور مثال زمانیکه اتومبیل به تابلوی ایست و یا چراغ قرمز راهنمایی نزدیک می شود و راننده پای خود را بر پدال ترمز قرار می دهد نیازی به انجام هیچگونه تغییر دنده ای نیست چون گیربکس خود به خود این کار را انجام می دهد .
سنگین شدن دنده ها به تدریج صورت می گیرد تا اینکه به دنده یک برسد و با توقف کامل خودرو و کلاچ به صورت خودکار آزاد می شود ،در این حالت چنانچه راننده قصد حرکت مجدد داشته باشد و پای خود را بر روی پدال بفشارد بلافاصله گیربکس در دنده یک قرار می گیرد و هیچگونه نیاز به اقدامی توسط راننده نیست .در حالت اتوماتیک واحد کنترل گیربکس انتخاب دنده و تعویض آنها را انجام می دهد،نوع دنده ای که در گیربکس بدین ترتیب انتخاب می شود بر اساس منحنی ها و اطلاعات از قبل تعریف و تدوین شده است و منحنی ها با عنایت به مواردی که در ذیل به آنها اشاره می شود دائما در حال تغییر هستند .
نوع و عمل رانندگی اعم از اینکه در خیابانهای داخل شهر باشد یا جاده های اصلی و یا بزرگراهها
نحوه رفتار و رانندگی راننده
میزان بار و فشاری که براتومبیل وارد می شود
شیب جاده و مسیر حرکت
در مجموع چهار حالت کلی برای گیربکس و عملکرد آن پیش بینی شده که بستگی به نحوه رانندگی راننده به عنوان مهمترین عامل دارد .بطوریکه چنانچه راننده رفتاری آرام داشته باشد سیستم کنترلی حالت اقتصادی را انتخاب می کند تا مصرف سوخت کاهش پیدا کند و بر عکس .علاوه بر چهار حالت فوق برای گیربکس و نحوه تعویض دنده و چنانچه گیربکس اتوماتیک هر گونه سر خوردگی و لغزشی را تشخیص دهد بلافاصله به حالت برفی یا Snow mode تبدیل می شود .در این حالت آغاز حرکت بجای دنده یک با دنده دو انجام می گیرد و تعویض دنده به مراتب کمتر صورت می گیرد .
مکانیزم تعویض دنده:
تعویض دنده از هر دو حالت اتوماتیک و دستی به یک روش انجام می گیرد اما ویژگی های آنها با یکدیگر متفاوت است .در هنگام تعویض دنده سیستم کنترل کننده عملیات ذیل را به ترتیب انجام می دهد :

1- همزمان با خلاص کردن یا بهتر بگوئیم جدا کردن تدریجی کلاچ میزان نیروی تورک موتور را کاهش می دهد.
2- تعویض دنده بوسیله اهرم های الکتریکی انجام می گیرد.
3- به همین طریق موتور خود را در پایان پروسه تعویض دنده با سرعت هما هنگ می کند.
4- واحد کنترل کننده گیربکس همزمان با درگیر شدن کلاچ به تدریج نیروی تورک موتور را افزایش می دهد.
سنسودرایو گیربکس جدید سیتروئن؟
((بایست)) و ((حرکت کن))‼
گیربکس اتوماتیک هوشمند سیتروئن که آن را Stop and start نامیده است دارای ویژگیهای قابل توجهی است ،این گیربکس بتازگی بر روی مدل سیتروئن C3 با پیشرانه 4/1 لیتری16 سوپاپه نصب گردیده و در آینده نزدیک بر روی سایر محصولات این سازنده و همچنین برخی مدلهای پژو گروه PSA ارائه خواهد گشت این گیربکس پیش از این بر روی مدل C2 نیز عرضه شده بود و اکنون بر روی مدل C3 وهمچنین مدل C3 پلوریل ارائه گشته است .
استاپ اند استارت در واقع یک جعبه دنده خودکار با عملکرد دستی است که فاقد کلاچ بوده و کلاچ آن بصورت خودکار عمل می کند؛این مساله باعث ایجاد سهولت در رانندگی و همچنین کا ستن از صرف انرژی بیشتر و ایجاد خستگی دیرتر خصوصاً هنگام رانندگی در سطح شهرهای بزرگ و ترافیک موجود در آنها می شود ، ضمن آنکه با توجه به آلودگی شهرهای بزرگ بایستی گفت که عملکرد مدل C3 با پیشرانه 4/1 لیتری در صورت استفاده از گیربکس اتوماتیک نسبت به مدل دنده ای شاهد کاهش 8 درصدی دی اکسید کربن و 2 درصدی سایر گازهای خروجی است و در حالیکه در مورد گیربکس استاپ اند استارت این کاهش گازهای خروجی به ترتیب 10 و 6 درصد می باشد .
سیتروئن برای آنکه مدلهای دارای این گیربکس از نظر تجهیزات و ظاهر نیز متمایز باشند تغییراتی در آنها به انجام رسانیده است که دستگیره های تعویض دنده پشت فرمان و دسته دنده آلو مینیومی ،رینگهای 15 اینچی غربالک فرمان با پوشش چرم کروز کنترل وسیستم فاصله سنج برای عقب خودرو از مواردی هستند که در این مدل به صورت استاندارد نصب گردیده است .
نحوه عملکرد این جعبه دنده بدین صورت است که دسته دنده آن دارای سه موقعیت می باشد حالت N برای وضعیت خلاص و موقعیت R برای حرکت به عقب و موقعیت دنده های جلو که در این موقعیت اگر دسته دنده را به جلو حرکت دهید دنده سبکتر شده و اگر به عقب حرکت دهید دنده سنگین تر می شود ، همچنین برای راحتی هر چه بیشتر دستگیره های تعویض دنده در پشت فرمان نیز پیش بینی شده است .البته در صورتی نیاز به استفاده از این دستگیره های تعویض دنده احساس می شود که گیربکس در وضعیت دستی قرار داشته باشد چون بر روی بخش میانی داشبورد یک کلید حاوی نوشته ECO به معنای وضعیت اقتصادی قرار دارد که در صورت روشن بودن گیربکس خودرو بر روی حالت تعویض اتوماتیک قرار می گیرد در این حالت نوشته ECO بر روی قسمت نشان دهنده ها روشن می شود در این وضعیت برای آنکه مصرف سوخت خودرو و در نتیجه آلودگی آن هر چه بیشتر کاهش یابد هر زمان که راننده برای مدت طولانی پای خود را بر روی پدال ترمز قرار دهد پیشرانه خودرو خاموش می شود و به محض آنکه پای خود را بر داشته و گاز را بفشارد پیشرانه روشن و آماده حرکت می شود .
در حالت اتوماتیک تعویض دنده ها سریعتر انجام می شود یعنی در دور موتور پایین تر و این مسئله باعث ایجاد یک رانندگی روان و همچنین کاهش مصرف سوخت می گردد .البته عملکرد این گیربکسها بگونه ای است که حتی در زمانیکه در وضعیت دستی قرار دارد کلید ECO خاموش است در صورتیکه در کاهش زیاد سرعت و یا توقف و حرکت مجدد دنده را تعویض نکرده و خودرو را در دنده مناسب قرار ندهید خودرو به طور خودکار در وضعیت مطلوب قرار می گیرد پیشرانه 4/1 لیتری این مدل با داشتن 16 سوپاپ از توانی برابر 90 اسب بخار بر خوردار بوده ؛ ضمن آنکه حداکثر گشتاور آن 133 نیوتون متر در 3250 دور در دقیقه است این پیشرانه از نظر میزان آلاینده های خروجی دارای استاندارد یورو 4 می باشد .
سایر مشخصات سیتروئن C3 با پیشرانه فوق الذکر و گیربکس استاپ اند استارتر به شرح ذیل است :
حداکثر سرعت : 180 کیلومتر در ساعت
شتاب صفر تا 100 کیلومتر : 13 ثانیه
زمان طی مسافت 400 متر : 5/18 ثانیه
زمان طی مسافت یک کیلومتر: 4/34 ثانیه
ابعاد رینگ و لاستیک : 15 R 60/185

جعبه دنده تیپترونیک چه ویژگی هایی دارد ؟
گیربکس انواع اتومبیل ها اصولا از نقطه نظر تعویض سرعت دارای دو مکانیزم هستند :
1- مکانیزم پیوسته 2- مکانیزم مرحله ای ( یا سکوئنشال )
مکانیزم مرحله ای حالتی است که کمتر رایج بوده و در آن تعداد دنده مطرح نیست و در واقع چرخ دنده هایی که وظیفه انتقال نیرو را به عهده دارند به صورت مخروط های متداخل بر روی هم قرار می گیرند و هر گز در یک لحظه نمی توان گفت که گیر بکس در چه دنده ای است .این نوع گیر بکس ها کاربرد محدودی دارند( البته در حمل و نقل اتومبیل )و در اتومبیل های برقی و برخی قایق های موتوری مسابقه ای معروف به Power Boat استفاده می شوند .نوع دوم گیر بکس ها آن دسته ای هستند که سرعتشان به صورت مرحله ای و سکانس به سکانس عوض می شود به همین دلیل به آنها «سکوئنشال» می گویند .خود گیربکس های سکوئنشال هم از نظر دیدگاه نحوه تعویض دنده به مدلهای تمام سکوئنشال مثل موتور سیکلت و سکوئنشال با تغییر مکان مثل تمامی گیر بکس های معمولی اتومبیل تقسیم بندی می شوند .در این نوع گیر بکس ها برای رسیدن به ضریب نهایی دنده مراحل مختلفی تعریف شده که دور موتور به طور گسسته آنها به شکلی طراحی می شود که در فاصله هر دو مرحله اتومبیل به قول معروف کم نیاورد .این گیر بکس های معمولی برای کسانی که بخواهند سریع دنده عوض کنند ایجاد مشکل می کند و نیاز است که حرکت زیادی به اهرم دنده بدهند ؛به همین دلیل مکانیزم تمام سکوئنشال راه حلی بود که اولین بار در مسابقات اتومبیل رانی مورد استقبال قرارگرفت .در ضمن به دلیل جای کم کابین راننده F1 فشردن یک یا دو دکمه کاری بسیار راحت تر از جای کردن یک اهرم بود .در این دنده ها برای تعویض سرعت کافی است دکمه (+) را فشار دهید تا دنده یک سرعت (یا یک دنده بالا برود ،یعنی سبک شود ) و با فشردن دکمه (-) دنده یک سرعت پایین بیاید (یعنی سنگین شود) .چند سالی است که این مکانیزم جالب وارد دنیای اتومبیل های تجاری شده و پورشه اولین بار آن را بر روی مدل911 نصب کرد و نام تجاری آنرا Tiptronic نامید .
به دنبال این کمپانی شرکتهای دیگر چون«بی ام و» و «کرایسلر» با سیستم های مشابه با نام SHIFTRONIC وgeartronic به میدان آمدند .امروزه حتی بر روی اتومبیل های لوکس ترکیب این سیستم با گیر بکس اتوماتیک بهترین حالت را برای رانندگی به وجود آورده که یکی از بهترین مثالهای آن آئودی A8 است .
چند سال پیش و در یکی ا زمسابقات آئودی A8 توانست همه حریفان را با قاطعیت کامل جا بگذارد چرا که این اتومبیل به گیر بکس تمام سکوئنشال مجهز بود که می توانست در یک آن چهار دنده پایین بیاید! همین توان انعطاف پذیر تعویض سریع دنده به راننده خودرو اجازه می داد که دور موتور 8600 دوری خود را در هر لحظه مانند عزیزترین چیزش حفظ کند و حفظ دور موتور یکی از اساسی ترین اصول مسابقات اتومبیل رانی است که به شدت به ضرائب دنده و سرعت تعویض دنده بستگی دارد .از دیدگاه ارگونمی کنترل های تیپترونیک بسیار روان هستند چرا که با نصب دو دکمه بر روی غربالک فرمان تعویض دنده بدون این که دست راننده از فرمان جدا شود فقط با حرکت دو شصت انجام می شود با به بازارآمدن گیربکس تیپترونیک آینده نگران صنعت اتومبیل پیشرفت بعدی گیر بکس را به چهل سال آینده موکول کردند چرا که این نوع گیر بکس ها تمامی نیاز بشر را برای حداقل یک قرن پاسخ گفتند .
نوآوری در ساخت و عملکرد گیربکس های تازه ولوو:
فن آوری به کار رفته در ساخت خودرو چه سبک وچه سنگین در مارک های شناخته شده تقریباً با هم برابرند اما آنچه آنها را از یکدیگر متمایز می سازد ، سیستم های جانبی خودروها است. تصور کنید که راننده یک کامیون هستید وباید حداقل 8 ساعت در روز کار کنید آنگاه تمام کارهای یک کامیون برایتان مهم شود به ویژه دنده عوض کردن .نسل نو کامین های FH,FM ولوو دارای گیربکس هایی است که طراحی واختراع آن به نام خود شرکت ولوو ثبت شده است.

(( گیربکس I-SHIFT))
گیربکس I-SHIFT یک گیربکس کاملاً نو است که براساس کار یک جعبه دنده مکانیکی (غیر اتوماتیک) ساخته شده است. از این گیر بکس میتوان به صورت اتوماتیک یا دستی (معمولی) استفاده کرد، در کنار صندلی کلیدی برای انتخاب نوع کار گیر بکس نصب شده است که راننده می تواند یا اتوماتیک را انتخاب کند یا خود دنده عوض کند. تمام مدلهای FH ,FM دارای گیربکس های نوین با رگلاژ خوب هستند که می توانند تا 50% از نیروی لازم برای تعویز را بکاهند. این ها دارای جابه جایی دنده کوتاه تر هستند، همچنین از صدا وارتعاش(لرزش) دسته دنده در این گیربکس ها خبری نیست.
گیربکس های I-SHIFT از سیستم الکترونیک خود، برای هماهنگی با سیستم جانبی ترمزVEB استفاده می کنند. با رگلاژی که کنار فرمان قرار گرفته می توان به راحتی توان تر مز ها را با هماهنگی گیربکس تنظیم کرد. راننده می تواند انتخاب کند که این سیستم با فشار دادن پدال ترمز به کار افتد یا اینکه این سیستم به طور اتوماتیک از دنده ها ی پایین (سنگین) استفاده کند و در این زمان دور موتور را برای دادن حداکثر توان ترمز بالا ببرد. گیربکس I-SHIFT دارای 12 دنده است. کامیون سازی ولوو گیربکس های جدید خود را در کلاس های گوناگون به نام I-SHIFT با 12 دنده، Geartronic با14 دنده برای وزن های پایین تا 60 تن Powertronic تمام اتوماتیک بدون قطع نیرو برای تعویز دنده و بالاخره VT(o)2214 و2514B با 14 دنده تقسیم کرده است.
در کلاس های سبکتر باید I-SHIFT را بهترین گیربکس برای کامیون های تا44 تن نامید. ساختمان این جعبه دنده همان گیربکس دنده ای (معمولی) است که دارای یک پوسته آلومینیمی و سه دنده سنگرونیزه ویک دنده زیر سنگرونیزه است. این دندها با یک شبکه دنده خورشیدی در واقع همان گیربکس دستی را رقم زده اند.این گیربکس همچنین دارای فیلتر روغن، پمپ چرخ دنده ای روغن،رادیاتور خنک کننده، روغن گیربکس و یک پمپ اضطراری است .وزن آن حدود 70 کیلو گرم است که از گیربکس های معمولی سبکتر است.

(( گیربکس(( POWERTRONIC
البته در کامیون های جدید FM ,FH سیستم های غیر استاندارد نیز وجود دارد که آنها به صورت لوازم اضافی به درخواست مشتری (البته با پول بیشتر) روی کامیون سوار می کنند، یکی از این سیستم های اضافی Fuel/Economy است. (سیستم صرفه جوئی در سوخت دیزل) این سیستم راننده را در انتخاب دنده حرکت کمک می کند که نیروی موتور هدر نرود. سایر مزایای این سیستم به قرار زیر است :
1-کنترل اتوماتیک نیروی ترمز در سرعت های پایین.
2- قرار دادن موتور در حالت کم فشار زمانی که پا را از روی پدال بر می داریم(این
حالت مانند حالت خلاص می باشد اما کامیون خلاص نیست) .
3- حداکثر توان موتور و دور موتور هنگامی که پدال گاز را تا آخر می فشاریم
(Kickdown).
4- اندازه گیری دمای روغن واعلام آن هنگام خطر .
البته در اروپا که یک لیتر گازوئیل حدود 1000 تومان است ، با صد هزار تومان هم باک پر نمی شود، پس خریدن این سیستم های کمکی مقرون به صرفه است .کمی هم راجع به گیربکس های Geartronic بگوئیم، کامیون ها امروز بیشتر اتو بانی می شوند ومانند سواری ها نیازمند دنده عوض کردن های راحت ومؤثر هستند. این گیربکس برای کامیون های 44 تا 60 تن ساخته می شود. ولوو این گیربکس اتوماتیک را که در اصل گیربکس 14 دنده ای VT2214B,VT2514B است ، به خریدار پیشنهاد می کند
این جعبه دنده تعویض سریع وبدون پس زدن را انجام می دهد . دلیل آن هم سنگرونیزه دوبل دنده است. راننده می تواند هم اتوماتیک وهم دستی دنده عوض کند. این دو حلت با حرفA , H روی دسته دنده حک شده است اگر راننده خواست در حالت اتوماتیک دنده عوض کند وروی دنده ها کنترل داشته باشد این کار ممکن است و نیازی به گرفتن کلاچ ندارد چون در این کامیون ها پدال کلاچ وجود ندارد. الکترونیک وظیفه کلاچ را به خوبی ایفا می کند حتی هنگام رانندگی اتوماتیک می توان دنده را به دلخواه عوض کرد. روی صفحه کوچک کامپیوتری وضعیت گیربکس نشان داده می شود وراننده از نوع دنده با خبر می شود.همچنین در دو حالت P , E می توان از هدر رفتن سوخت اضافی جلو گیری کرد.حالت E،(Economy – اقتصادی ، صرفه جویی) است که در سرازیری و وزن های پائین استفاده می شود و حالتP ، (Poewr - نیرو) هنگامی استفاده می شود که نیاز بیشتری به نیرو باشد. در سربالایی ها و وزن های زیاد بار، این نوع گیر بکس کارآیی خوبی با سیستم ترمز VEB دارند. چنانچه نیاز سریع به توان ترمز باشد این جعبه دنده با کمک الکترونیک، دنده معکوس زده و به کمک توان ترمز می شتابد.

(( گیربکس GEARTRONIC))

مجله ما شین/ سال بیست وپنجم/ شماره 10

مجله ماشین/ سال بیست وششم/ شماره7

مجله نوآور/ سال اول/ شماره4

WWW.MotorSport.Com
برگردان ونوشته:مهندس کیوان بنی هاشمی

سنسور تشخیص مانع

سنسور تشخیص مانع ( دیواره ) سه مرحله ای با حساسیت فوق العاده - مادون قرمز


این مدار به گونه ای طراحی شده است که می تواند در سه مرحله فاصله سنسور را از مانع مقابل آن نشان دهد.
یعنی با نزدیک شدن سنسور به مانع ، مدار در سه مرحله و در فواصل مختلف به شما آلارم خواهد داد. اساس کار مدار ، ارسال امواج مادون قرمز و دریافت بازتاب آنها است.

در این مدار از یک دیود فرستنده مادون قرمز و یک سنسور گیرنده مادون قرمز استفاده است که در یک راستا و در کنار هم به گونه قرار می گیرند که با قرار گرفتن شی در مقابل این دو دیود، امواج مادون قرمز منتشر شده توسط فرستنده بر روی گیرنده بازتاب شود.
در این مدار تشعشعات مادون قرمز فرستاده شده توسط فرستنده ، به وسیله سنسور گیرنده مادون قرمز دریافت شده و شدت آن اندازه گیری می شود. هر چقدر شی شما به سنسور ها نزدیکتر باشد ، امواج بازتابی از آن بیشتر است و در نتیجه سنسور گیرنده بیشتر تحریک خواهد شد. البته میزان بازتاب به رنگ مانع نیز بستگی دارد، رنگهای تیره مانند سیاه نور کمتری بازتاب می کنند و در نتیجه تشخیص آنها دیرتر و با سختی بیشتری صورت می پذیرد. اگر مانع شما یک دیوار با رنگ روشن ( تقریباً سفید ) باشد ، در فاصله حدوداً 20 سانتی متری LED D5 روشن خواهد شد. در صورتی که سنسور را به مانع نزدیکتر کنید ، در فاصله 10 سانتی متریLED D6 هم روشن شده و بالاخره با روشن شدن LED D7 می توان نتیجه گرفت که سنسور شما با مانع فاصله ای کمتر از 6 سانتی متر دارد.

این مدار می تواند کاربردهای متفاوتی داشته باشد. اصلی ترین کاربرد آن در ساخت رباتهای هوشمند مثلاً ربات دریبل زن یا ربات لابیرنت است....

در اینگونه رباتها شما باید به نحوی دیواره را تشخیص دهید و از برخورد ربات با دیواره جلوگیری نماید و پس از آن مسیر خود را به گونه اصلاح کنید که از بین موانع به خوبی عبور کند. اصولاً در هر جا که شما نیازمند تشخیص مانعی در جلوی ربات خود هستید چنین مداری می تواند به شما کمک کند. برای استفاده از این مدار تنها کافی است که به پایه های تغذیه ال ای دی ها را به مدار تصمیم گیرنده خود مثلاً میکروکنترلر متصل نمایید. دقت کنید . در صورت تحریک مدار و روشن شدن ال ای دی ها خروجی های آی سی Low خواهد شد. و به سطح منطقی صفر می رود. یکی از اساسی ترین ویژه گی های این مدار ، سه مرحله ای بودن آن است. با توجه به اینکه این مدار از فاصله زیاد مانع را تشخیص می دهد شما قابلیت پیاده سازی الگوریتم های پیچیده را بر روی ربات خود خواهید داشت.
دقت کنید که تغذیه این باید تا جای ممکن صاف و رگوله باشد. برای این کار از خازن های مناسب به صورت موازی در مدار تغذیه استفاده کنید تا اثر اعوجاجات ناشی از موتورها را خنثی نمایند. برای اینکه مدار حساسیت بیشتری داشته باشد و شرایط محیطی کمترین اثرات را در کارکرد حسگر شما داشته باشند امواج مادون قرمز با فرکانس حدود 120 هرتز نوسان می کنند ( این پالسها توسط آی سی 555 در مدار ایجاد می گردد.) در بخش گیرنده نیز امواج دریافتی تا حدی فیلتر می شوند و در واقع بخش گیرنده مدار تنها به امواج مادون قرمز فرستاده شده توسط فرستنده همین مدار حساس است و امواج مادون قرمز موجود در محیط اثر زیادی بر روی کار مدار شما ندارند.برای سنسورهای گیرنده و فرستنده می توانید از پکیج های موجد در بازار استفاده کنید. معمولاً در این قطعات یک سنسور فرستنده و یک سنسور گیرنده در کنار یکدیگر و در یک بدنه پلاستیکی جاسازی شده اند. البته استفاده از فتودیودهای فرستنده و گیرنده معمولی نیز نتیجه قابل قبولی دربر خواهد داشت. دقت نمایید، در صورتی که به جای دیود گیرنده از فتوترانزیستور گیرنده استفاده کنید ، تغییرات مدار شما خطی نخواهد بود و فواصل ذکر شده در بالا تغییر می نماید. البته این فواصل به سایر تنظیمات مدار شما نیز بستگی خواهد داشت که با کمی تجربه و تلاش می توانید بهترین نتیجه را از مدار سنسور اخذ نمایید.
باید متذکر شویم که این مدار علاوه بر استفده در ربات هایی از قبیل دریبل زن و ماز و لابیرنت و ... کاربردهای فروان دیگری هم دارد که با کمی ابتکار می توانید آن را در جاهای دیگر نیز به کار گیرید ، مثلاً از این مدار می توان به عنوان سنسور دنده عقب اتومبیل نیز استفاده نمود برای این کار باید مدار و سنسورهای آن را بر روی سپر عقب نصب کنید و سه چراغ نشانگر مدار را دید راننده اتومبیل نصب کنید، با این کار راننده با سرعت و دقیت بیشتری می تواند اتومبیل خود را پارک نماید. مدارات دیگر شبیه به این مدار با امواج مافوق صوت و قابلیت های بیشتر در حال آماده سازی است که به زودی بر روی سایت قرار خواهد گرفت.
لیست کامل قطعات :
R1_____________10K 1/4W Resistor
R2,R5,R6,R9_____1K 1/4W Resistors
R3_____________33R 1/4W Resistor
R4,R11__________1M 1/4W Resistors
R7______________4K7 1/4W Resistor
R8______________1K5 1/4W Resistor
R10,R12-R14_____1K 1/4W Resistors
C1,C4___________1µF 63V Electrolytic or Polyester Capacitors
C2_____________47pF 63V Ceramic Capacitor
C3,C5_________100µF 25V Electrolytic Capacitors
D1_____________Infra-red LED
D2_____________Infra-red Photo Diode (see Notes)
D3,D4________1N4148 75V 150mA Diodes
D5-7___________LEDs (Any color and size)
IC1_____________555 Timer IC
IC2 __________ LM324 Low Power Quad Op-amp
IC3____________7812 12V 1A Positive voltage regulator IC

گیربکس اتوماتیک چگونه کار می کند

طرز کار گیربکس اتوماتیک
اگر شما یک ماشین با گیربکس اتوماتیک رانده باشید ، بنابراین شما دو تفاوت بزرگ بین گیربکس های اتوماتیک و گیربکس های دستی را می شناسید :
• خودرو های دارای گیربکس اتوماتیک پدال کلاچ ندارند .
• خودرو های دارای گیربکس اتوماتیک مکانیسم تعویض دنده( دسته دنده ) ندارند . یک بار شما جعبه دنده را در حالت drive قرار می دهید ، همه چیز ها دیگر خودکار عمل می کند .

هر دو ، گیربکس اتوماتیک ( بعلاوه تورک کنورتور ) و گیربکس دستی ( با کلاچ ) دقیقاً مانند هم عمل می کنند ، اما از راه های کاملاً متفاوت . نتیجه آن که راه های که گیربکس اتوماتیک برای تعویض دنده انجام می دهد کاملاً شگفت انگیز است .
محل قرار گرفتن گیربکس اتوماتیک
ما در این مقاله طرز کار گیربکس اتوماتیک را خواهیم گفت . ابتدا با اساس کلی سیستم شروع می کنیم : دنده های سیاره ای .

بنابراین ما چگونگی درگیر کردن گیربکس ( دنده ها ) خواهیم دید ، و چگونگی کنترل کار آنرا خواهیم آموخت و در مورد ریزه کاریهای پیچده مربوط به کنترل گیربکس بحث خواهیم کرد .
درست مثل جعبه دنده های دستی ، کار اولیه گیربکس های اتوماتیک این است که به موتور ( که دارای دامنه محدود سرعت است ) اجازه می دهد که سرعت خروجی آن دامنه وسیعی داشته باشند .
نمونه برش خورده یک گیرکس اتوماتیک (Mercedes-Benz CLK)

خودرو ها بدون گیربکس محدود به یک نسبت انتقال دور می باشند ، این نسبت که قابل انتخاب است و به خودرو اجازه می دهد که با حداکثر سرعت مطلوب طی مسیر کند . اگر حداکثر سرعت 80 مایل می خواهید ، پس باید انتقال دور شما شبیه دنده سه گیربکس های دستی خودرو ها باشد .

شما احتمالاً در حین رانندگی با خودرو های دارای جعبه دنده دستی فقط از دنده سه استفاده نمی کنید و اگر هم این کار را بکنید شتاب مورد نظرتان را در هنگام شذروع حرکت نخواهید داشت . و در سرعت های بالا نیز ، موتور زوزه ای طولانی خواهد داشت ( اگر عقربه نشان دهنده دور موتور نزدیک خط قرمز شود ) در این حالت موتور خودرو به زودی فرسوده می شود و تقریباً غیر قابل رانندن است.
بنابراین دنده های گیربکس تاثیر بیشتر یر گشتاور موتور دارد و موتور کار خود را با سرعت مناسبی ادامه می دهد .

تفاوت اساسی بین گیربکس های اتوماتیک و دستی این است که گیربکس دستی با درگیر و آزاد کردن مجموعه دنده های مختلف به شفت خروجی نسبت انتقال دور های متفاوتی می دهد. در حالی که در گیربکس اتوماتیک با همان مجموعه از دنده ها همه نسبت انتقال دور های متفاوت را می دهد . مجموعه دنده های سیاره ای وسیله ای است که این کار ها را در گیربکس اتوماتیک مقدور می کند .
اکنون چگونگی کار مجموعه دنده های سیاره ای را خواهیم دید .

مجموعه دنده های سیاره ای و نسبت انتقال دور
وقتی جعبه دنده اتوماتیک را باز کرده و به داخل آن نگاه می کنیم . مجموعه ای عظیم از اجزای مختلف را در فضای نسبتاً کوچکی می بینیم . از جمله چيزهاى ديگرکه شما مىبينيد:

• مجموعه مبتکرانه دنده های سیاره ای
• مجموعه ای از باند ها که اجزای مختلف مجموعه دنده ها را قفل می کند
• مجموعه ای متشکل از سه صفحه کلاچ تر که قسمت های دیگر از مجموعه دند ها را قفل می کند .
• یک سیستم هیدرولیک شگفت انگیز که کلاچ ها و باندها را کنترل می کند
• یک پمپ دنده ای بزرگ که روغن را در اطراف گیربکس به حرکت در می آورد .
مجموعه دنده های سیاره ای مرکز توجه (قلب ) گیربکس های اتوماتیک است . که اندازه ی آن به مانند یک طالبی است . این یک قسمت ، همه نسبت های انتقال دور را که در یک گیربکس اتوماتیک قابل تولید است به وجود می آورد . همه قسمت های دیگر که در آنجا هستند به مجموعه دنده های سیاره ای کمک می کنند که این کار ها را انجام بدهد .

از چپ به راست : دنده رینگی( کرانویل) ، حامل سیار ه ای و دو مجموعه دنده خورشیدی
هر مجموعه دنده های سیاره ای متشکل از سه قسمت اصلی است :
• دنده خورشیدی
• دنده های سیاره ای و حامل دنده های سیاره ای
• دنده رینگی
هر یک از این سه قسمت می توانند ورودی ، خروجی یا می توانند ثابت نگه داشته شوند . انتخاب هر قطعه نقشی را بازی می کند که نسبت انتقال دور برای مجموعه دنده ها را تعیین می کند . اجازه دهید به یک مجموعه دنده های سیاره ای نگاه کنیم .

یکی از مجموعه دنده های سیاره ای گیربکس ما یک دنده رینگی با 72 دندانه و یک دنده خورشیدی با 30 دندانه دارد . ما می توانیم نسبت های انتقال دور خیلی متفاوتی را از این مجموعه دنده ها داشته باشیم .

Input Output Stationary Calculation Gear Ratio
A Sun (S) Planet Carrier (C) Ring (R) 1 + R/S 3.4:1
B Planet Carrier (C) Ring (R) Sun (S) 1 / (1 + S/R) 0.71:1
C Sun (S) Ring (R) Planet Carrier (C) -R/S -2.4:1

هم چنین با قفل شدن دو قسمت از سه قسمت ( دنده خورشیدی ، دنده رینگی و حامل سیاره ای) در یک دیگر ، تمام قسمت ها با کاهش دنده ای 1:1 قفل خواهد شد .

توجه کنید که اولین نسبت انتقال دور که در بالا لیست شده یک نسبت انتقال دور کاهشی است . یعنی سرعت شفت خروجی نسبت به سرعت شفت ورودی آرام تر است . دومی اوردرایو است یعنی سرعت شفت خروجی سریعتر از سرعت شفت ورودی است . آخری هم نسبت انتقال دور کاهشی است اما جهت شفت خروجی معکوس شده است . چندین نسبت دور دیگری نیز می تواند در این مجموعه دنده های سیاره ای تولید شود . نسبت انتقال دور های دیگری نیز وجود دارد که برای گیربکس اتوماتیک ما مناسب است .

بنابراین یک مجموعه می تواند همه این نسبت های انتقال دور را تولید کند بدون این که از هر دنده دیگر ، درگیر یا خلاص شود . با دو عدد از این مجموعه دنده ها در یک راستا ،ما می توانیم چهار دنده جلو و یک دنده عقب ( معکوس) از گیربکس مان را داشته باشیم . ما در قسمت بعدی دو مجموعه دنده را باهم درگیر می کنیم .

اجزای مجموعه دنده های سیاره ای
این گیربکس اتوماتیک از مجموعه دنده هایی استفاده می کند که ترکیب ترکیب مجموعه دنده های سیاره ای نامیده می شود، آن شبیه یک مجموعه دنده سیاره ای منفرد است اما مانند دو مجموعه سیاره ای ترکیب شده(متحد) عمل می کند . آن یک دنده رینگی دارد که همیشه خروجی گیربکس است . اما آن دو دنده خورشیدی و دو مجموعه دنده سیاره ای دارد .

اجازه دهید به بعضی قسمت های آن نگاهی داشته باشیم :
چگونگی قرار گرفتن دنده ها در داخل یک دیگر

از چپ به راست : دنده رینگی ، حامل سیاره ای و دو دنده خورشیدی
شکل زیر نشان دهنده سیاره ای در حامل سیاره ای است . توجه کنید که سیاره ای سمت راست پایین تر از سیاره ای سمت چپ جای داده شده . سیاره ای سمت راست با دنده رینگی درگیر نیست ، آن با سیاره ای های دیگر درگیر است . تنها سیاره ای سمت چپ با دنده رینگی درگیر است .
حامل سیاره ای : توجه کنید به دو مجموعه از سیاره ای
در شکل بعدی شما داخل حامل سیاره ای را می توانید ببینید . دنده های کوچکتر ، تنها با دنده خورشیدی کوچکتر درگیر شده اند . سیاره ای های بزرگتر با دنده خورشیدی بزرگتر و سیاره ای کوچکتر درگیر شده است.
نمای درونی حامل سیاره ای : به دو مجموعه دنده سیاره ای توجه کنید .
دنده های گیربکس اتوماتیک
دنده یک
در دنده یک ، دنده خورشیدی کوچک در جهت عقربه های ساعت توسط توربین تورک کونورتور چرخانده می شود. حامل سیاره ای سعی می کند در خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخد ، اما آن توسط کلاچ یک طرفه( که تنها مجاز است در جهت عقربه های ساعت بچرخد ) نگه داشته می شود و دنده رینگی شفت خروجی را می چرخاند . دنده کوچک 30 دندانه دارد و دنده رینگی 72 دندانه دارد، بنابراین نسبت انتقال دو زیر را داریم :
Ratio = -R/S = - 72/30 = -2.4:1
بنابراین نسبت انتقال دور 2.4:1 یک انتقال دور منفی است ، یعنی این که جهت خروجی بر خلاف جهت ورودی است . اما در حقیقت جهت خروجی همان جهت ورودی است . مجموعه سیاره ای اول با مجموعه سیاره ای دوم درگیر می شوند و مجموعه دوم دنده رینگی را می چرخاند ؛این ترکیب جهت را عوض ( معکوس ) می کند . شما می توانید ببینید که هم چنین آن موجب چرخش دنده خورشیدی بزرگ می شود ؛ اما موجب آزاد شدن کلاچ می شود ، دنده خورشیدی بزرگ در خلاف جهت توربین آزادانه می چرخد (در خلاف جهت عقربه های ساعت) .

دنده دو
این گیربکس بعضی قسمت ها را هماهنگ می کند تا این که نسبت مورد نیاز برای دنده دو را بدست بیاورد . آن شبیه دومجموعه دنده سیاره ای اند عمل می کند که با یک حامل سیاره ای مشترک به همدیگر وصل شده اند .
در مرحله اول حامل سیاره ای ، دنده خورشیدی بزرگ را به عنوان دنده رینگی به کار می گیرد . بنابراین مرحله اول شامل خورشیدی ( دنده خورشیدی کوچکتر ) حامل سیاره ای و دنده رینگی ( دنده خورشیدی بزرگتر ).
دنده خورشیدی کوچکتر ورودی ، دنده رینگی( دنده خورشیدی بزرگتر) ثابت ( توسط باندها نگه داشته شده ) و حامل سیاره ای خروجی است . در این مرحله دنده خورشیدی به عنوان ورودی ، حامل سیاره ای به عنوان خروجی و دنده رینگی ثابت ، این فرمول آن است :
1 + R/S = 1 + 36/30 = 2.2:1
برای هردور چرخش دنده خورشیدی کوچک ، حامل سیاره ای 2.2 بار می چرخد . در مرحله دوم حامل سیاره ای به عنوان ورودی برای مجموعه سیاره ای دوم عمل می کند . دنده خورشیدی بزرگ ( که ثابت نگه داشته شده ) به عنوان خورشیدی عمل می کند و دنده رینگی به عنوانخروجی عمل می کند ، بنابراین نسبت دور زیر به وجود می آید :
1 / (1 + S/R) = 1 / (1 + 36/72) = 0.67:1
برای کاهش دور دنده دوم ، ما مرحله اول را در مرحله دوم ضرب می کنیم 2.2 x 0.67 تا به نسبت دور کاهشی 1.47:1برسیم . آن ممکن است صدای ناراحت کننده ای ( مضحک) ایجاد کند ،در حالی که کار می کند .

دنده سه
بیشتر گیربکس های اتوماتیک در دنده سه نسبت انتقال دور 1:1 دارند . شما از بخش های قبلی به یاد دارید برای ایجاد نسبت دور خروجی 1:1 باید دو قسمت از سه قسمت مجموعه دنده های سیاره ای قفل شوند . این ترتیب قرار گرفتن دنده ها ساده تر است . با درگیرشدن کلاچ دنده خورشیدی با توربین قفل می شود .
اگر هر دو دنده خورشیدی در یک جهت بچرجند ،حامل سیار ه ای قفل می شود . زیرا آنها می توانند تنها در جهت مخالف بچرخند . این دنده رینگی را با سیاره ای قفل می کند و موجب می شود مانند یک چیز واحد بچرخد و نسبت 1:1 تولید کند .

اوردرایو
با این تعریف ، اور درایو یعنی شفت خروجی سریع تر از شفت ورودی می چرخد . این یک افزایش سرعت است. در این گیر بکس به کاربردن اوردرایو دو چیز را در یک زمان انجام می دهد. اگر مقاله تورک کنورتور را خوانده باشید ، نحوه قفل شدن آن می آموزید . به منظور افزایش بازده ، بعضی خودرو ها مکانیزم قفل تورک کنورتور دارند برای این که خروجی موتور مستقیماً وارد گیربکس شود.

در این گیربکس موقعی که از اوردرایو استفاده می کنیم ، شفتی که به پوسته تورک کنورتور ( که به فلایویل موتور پیچ شده) متصل شده ، به وسیله کلاچ به حامل سیاره ای وصل می شود . دنده خورشیدی کوچک آزادانه می چرخد ( خلاص می چرخد ) ، دنده خورشیدی بزرگ توسط باند های اوردرایو نگه داشته می شود . چیزی به توربین متصل نیست ، تنها ورودی از پوسته کنورتور است . دوباره به جدول قبلی بر می گردیم . این بار حامل سیاره ای ورودی ، دنده خورشیدی ثابت و دنده رینگی خروجی است .

Ratio = 1 / (1 + S/R) = 1 / ( 1 + 36/72) = 0.67:1
بنابراین شفت خروجی گیربکس برای هر دو سوم چرخش میل لنگ ، یک دور می چرخد . اگر موتور 2000 دور در دقیقه بچرخد ، خروجی گیربکس با سرعت 3000 دور در دقیقه می چرخد . این به راننده خودرو اجازه می دهد که با سرعت بزرگ راه ( زیاد ) حرکت کند در حالیکه موتور با دور آرام تری کار می کند .

دنده عقب
دندهد عقب خیلی شبیه به دنده یک است ، با این تفاوت که به جای دنده خورشیدی کوچک که توسط توربین تورک کنورتور رانده می شود ، دنده خورشیدی بزرگ رانده می شود و دنده خورشیدی کوچک در جهت مخالف ، خلاص می چرخد . حامل سیاره ای توسط باند های دنده عقب نگه داشته می شود . بنابراین طبق تساوی ، ما از صفحه قبل داریم :
Ratio = -R/S = 72/36 = 2.0:1
بنابراین نسبت انتقال دور در دنده عقب اندکی کمتر از حالت دنده یک در این گیربکس است .
نسبت انتقال دور(نسبت دنده) :
این گیربکس چهار دنده جلو و یک دنده، عقب دارد . خلاصه ای از نسبت انتقال دور ها ، ورودی ها و خروجی ها :

Gear Input Output Fixed Gear Ratio
1st 30-tooth sun 72-tooth ring Planet carrier 2.4:1
2nd 30-tooth sun Planet carrier 36-tooth ring 2.2:1
Planet carrier 72-tooth ring 36-tooth sun 0.67:1
Total 2nd 1.47:1
3rd 30- and 36-tooth suns 72-tooth ring 1.0:1
OD Planet carrier 72-tooth ring 36-tooth sun 0.67:1
Reverse 36-tooth sun 72-tooth ring Planet carrier -2.0

بعد از خواندن این بخش شما احتمالاً متعجب می شوید که چطور ورودی ها متفاوت قطع و وصل می شوند . این کار توسط یک سری از کلاچ ها و باندها در داخل گیربکس انجام می شود .
شیر دستی ، سوپاپ دستی ،سوپاپ تعویض دنده دستی (Manual valve): شیر ماسوره ای در سیلندر پمپ یک جعبه دنده خودکار که راننده از طریق میله بندی ، با دست آن را به کار می اندازد
سوپاپ راه دهنده ، شیر راه دهنده (Shift valve) : در جعبه دنده خودکار ، شیری که امکان تعویض دنده و تغییر نسبت چرخ دنده را فراهم می آورد .

سیلندر پمپ گیربکس ، محفظه سوپاپ ،جعبه سوپاپ (Valve body) : قطعه ریخته گری نصب شده در سینی زیر گیربکس که بیشتر شیر های جعبه دنده خودکار هیدرولیکی در آن قرار دارد .

موقعی که گیربکس را در حالت اوردرایو قرار می دهیم ، بسیاری از قسمت ها باید وصل و قطع شود. حامل سیاره ای به وسیله کلاچ به پوسته تورک کنورتور وصل می شود . دنده خورشیدی کوچک به وسیله یک کلاچ از توربین جدا می شود ( قطع می شود ) بنابراین آن می تواند خلاص بچرخد ، دنده خورشیدی بزرگ توسط باند نگه داشته می شود ( ثابت ) . بنابراین آن نمی تواند بچرخد. هر بار که دسته دنده را فشار می دهیم یک سری از اتفاقات با درگیر شدن و آزاد شدن کلاچ ها و باندها ی مختلف رخ می دهد .

بیاید نگاهی به باندها داشته باشیم .
باند ها
در این گیربکس دو باند وجود دارد . باندها در یک گیربکس معمولاً فولادی هستند ، که به دور بخشی از دستگاه چرخ دنده های انتقال توان (دارم کلاچ ) پیچده می شوند ، و به پوسته متصل شده اند . آنها توسط سیلندر های هیدرولیک در داخل گیربکس به کار انداخته می شوند .

فشار هیدرولیکی که توسط مجموعه از سوپاپ به سیلندر وارد می شود ، عامل حرکت پیستون و وارد کردن فشار به باند است ، که قسمت های از دستگاه چرخ دنده ها را قفل می کند .
کلاچ در این گیربکس اندکی پیچیده تر هستند . در این گیربکس چهار کلاچ وجود دارد . برای درگیر کردن این کلاچ ، فشار روغن به پشت پیستون کلاچ هدایت می شود و در نتیجه پیستون به حرکت در می آید و صفحه ها را به هم می فشارد .

فنر ها اطمینان حاصل می کنند که وقتی فشار کاهش می یابد کلاچ ها آزاد شوند . شما در شکل زیر می توانید پیستون و درام کلاچ را ببینید . به واشر لاستیکی پیستون توجه کنید ، این یکی از قطعاتی است که در موقعی که شما گیربکس را تعمییر می کنید باید تعویض بشوند .
مواد اصطکاکی ( صفحه کلاچ ها ) از درون هزار خار دارند ، جایی که آن یکی از دنده ها را قفل می کند ( درام کلاچ) و صفحات فولادی از بیرون هزار خار دارند که با قسمت داخلی بدنه گیربکس درگیر هستند . همچنین صفحات کلاچ موقعی که گیربکس تعمیر می شود باید تعویض شوند.
فشار برای کلاچ ها از طریق گذرگاه ها که در میله قرار دارند تغذیه می شود . سیستم کنترل هیدرولیکی با هر گشتاور معینی ، کلاچ ها و باندها را دارای انرژی می کند .

وقتی که شما خودرو را در وضعیت پارک قرار می دهید

آن ممکن است شبیه یک چیز ساده ای که گیربکس را قفل می کند باشد و آن را از چرخش باز دارد . اما واقعاً نیازمند یک سری مقرارت پیچیده برای این مکانیسم است .
• شما باید قادر باشید آن را آزاد کنید موقعی که ماشین بر روی تپه (سربالای) است .
• شما باید بتوانید درگیر کنید این مکانیسم را حتی اگر اهرم با دنده در یک راستا(تنظیم) نباشد .
• وقتی که درگیر است، تا اندازه ای مانع از پریدن اهرم و آزاد شدن آن می شود .
این مکانیسمی است که همه این موارد را نسبتاً مرتب انجام می دهد . اجازه دهید ابتدا به بعضی از قسمت های آن نگاهی داشته باشیم .

شفت خروجی گیربکس: شیارهای مربعی شکل توسط مکانیسم پارک قفل درگیر می شوند و مانع حرکت ماشین می شوند .

مکانیسم قفل دنده پارک ، دندانه های روی شفت خروجی را برای ثابت نگه داشتن خودرو، درگیر می کند . این بخشی از گیربکس است که به میل گاردان وصل شده است . بنابراین با نچرخیدن ( ثابت بودن ) این بخش مانع حرکت خودرو می شود .

جایی که دنده ها در داخل آن قرار گرفته است . به سمت مخروطی شکل آن توجه کنید . آن به آزاد شدن قفل پارک ، موقعی که شما در سربالایی پارک کرده اید کمک می کند . نیروی حاصل از وزن خودرو به بیرون آمدن ( فشار وارد می کند تا مکانیسم پارک قفل آزاد شود ) مکانیسم پارک قفل کمک می کند . به دلیل زاویه دار بودن مخروطی شکل .
موقعی که دسته دنده در حالت پارک قرار دارد میله بر خلاف فنر بوش مخروطی کوچک را فشار می دهد . وقتی مکانیسم پارک قفل در یک راستا باشد ( تنظیم باشد ) به منظور این که آن بتواند یکی از شیار ها در بخش خروجی دنده متوقف شود . بوش مخروطی شکل ، مکانیسم را به سمت پایین فشار خواهد داد . اگر مکانیسم در یکی از نقاط مهم در خروجی در یک راستا (تنظیم ) باشد . بنابراین فنر بر روی بوش مخروطی فشرده خواهد شد ، اما اهرم در این حالت قفل نخواهد شد تا این که خودرو کمی حرکت کند و دندانه ها به درستی همراستا ( تنظیم ) شود . آن باید کمی حرکت کند تا این که دندانه ها همراستا بشوند تا جایی که مکانیسم قفل پارک بتواند در آن حالت متوقف شود .
به دلیل مذکور در برخی موقع وقتی که ما پایمان را از روی پدال ترمز بر می داریم خودرو اندکی حرکت می کند .

گیربکس اتوماتیک : سیستم هیدرولیک ، پمپ و گاورنر

سیستم هیدرولیک

گیربکس اتوماتیک در خودرو شما چندین وظیفه دارد . شما ممکن است نفهمید که چطور آن از راههای بسیار متفاوت عمل می کند . برای نمونه برخی ویژگی های که یک گیربکس اتوماتیک دارد :
• اگر ماشین در حالت اورداریو (در گیربکس های چهار دنده)باشد.گیربکس دنده ای مبنی بر سرعت وسیله نقلیه و موقیت پدال گاز انتخاب میکند.
• اگر شما به آرامی شتاب بگیرید ، تغیر دنده با سرعت کمتری نسبت به موقعی است که شما با تمام گاز شتاب بگیرید.
• اگر پدال گاز را رها کنیم ،گیربکس به دنده بعدی پائینی تعویض می شود.
• اگر شما اهرم دنده رادر حالت دنده پائین تر قرار دهید ،گیر بکس تغیرمکان خواهد داد(تعویض خواهد شد)مگر اینکه سرعت خودرو سریعتر ازسرعت دنده انتخابی باشد.اگر سرعت خودرو خیلی زیاد باشدباید صبر کنید تا سرعت آن کم شود و بعد از آن دنده تعویض شود(به دنده پایین).
• اگر شما گیربکس را در حالت دنده 2 قرار دهید،افزایش و کاهش سرعت بیش از دنده 2 را نخواهیم داشت و هرگز به طور کامل نخواهد ایستاد مگر اینکه دسته دنده را تغییر دهیم.

شما احتمالا ً پیشتر برخی قسمت های شبیه به آن را دیده اید.این واقعا ً مغز گیربکس های اتوماتیک است. آن تمام وظایف را مدیریت می کند.گذرگاه های مسیر روغن را در قسمت های متفاوت گیربکس می توانید ببینید.گذر گاه ها در داخل فلز قالب ریزی شده اند که راه مناسبی برای افزایش بازده مسیر های روغن هستند.
بدون آنها شیلنگ های زیادی برای وصل کردن قسمت های مختلف گیربکس به همدیگر لازم است. ابتدا ما در مورد قسمت های اصلی سیستم هیدرولیک بحث خواهیم کرد و بعدا ً خواهیم دید که چطور آنها با یکدیگر کار می کنند.

پمپ

گیربکس های اتوماتیک یک پمپ جالبی دارند که پمپ دنده ای نامیده می شود. پمپ معمولا ً در درپوش گیر بکس قرار دارد. آن روغن را از مخزن (کارتر) پایین گیربکس می کشد و سیستم هیدرولیک را تغذیه می کند. آن هم چنین کولر گیربکس و تورک کنورتور را تغذیه می کند.

دنده داخلی پمپ به پوسته تورک کنورتور متصل شده بنابراین آن با همان سرعت موتور می چرخد. دنده بیرونی توسط دنده داخلی چرخانده می شود و به عنوان دنده چرخان،روغن از مخزن(کارتر) از یک طرف هلالی به بالا کشیده می شود و با فشار بیشتر از سمت دیگر وارد سیستم هیدرولیک می شود.
گاورنر
گاورنر یک سوپاپ هوشمند است که به گیربکس در خودرو شما می گوید چقدر سریع برود. آن به شفت خروجی گیربکس وصل شده است ، بنابراین موقعی که خودرو سریعتر حرکت می کند، گاورنر سریعتر می چرخد.در داخل گاورنر یک سوپاپ با فنر بار گذاری شده است،که آن را متناسب با اینکه گاورنر چقدر تند می چرخد،باز می کند. بنابراین موقعی که گاورنر تند می چرخد، سوپاپ زیاد باز می شود.پمپ ، روغن برای گاورنر را از طریق شفت خروجی تغذیه می کند.
موقعی که خودرو سریع تر حرکت می کند سوپاپ گاورنر بیشتر باز می شودو به روغن اجازه می دهد که با فشار بیشتر از میان آن عبور کند.

گیربکس اتوماتیک:سوپاپ ها و مدولاتور ها

برای تغییر دنده به طور مناسب در گیربکس های اتوماتیک باید بدانید که موتور با چه قدرتی(گشتاوری) کار می کند. دو راه برای انجام آن وجود دارد.برخی خودرو ها یک کابل اتصال ساده دارند که به سوپاپ دریجه گاز در گیربکس وصل شده است. وقتی که پدال گاز بیشتر فشرده میشود ،فشار بیشتری به سوپاپ دریجه گاز اعمال می شود.در برخی خودرو های دیگر از خلاء مدولاتور برای وارد کردن فشار به سوپاپ دریچه گاز استفاده می شود. مدولاتور فشار منیفولد را حس می کند.(که وقتی موتور زیر بار بیشتری قرار دارد افت می کند)
شیر دستی(سوپاپ تعویض دنده دستی)چیزی است که دسته دنده وصل شده است. آن به دنده ای که انتخاب می شود بستگی دارد، سوپاپ دستی مدارات هیدرولیکی که مانع درگیری دنده های دیگر می شود را تغذیه می کند، برای نمونه، اگر دسته دنده را در دنده 3 قرار دهید،آن مدارات هیدرولیکی که مانع درگیری اور درایو می شود را تغذیه می کند.
سوپاپ راه دهنده (شیر راه دهنده) فشار هیدرولیکی لازم برای باند ها و کلاچ ها را برای در گیری هر دنده تهیه می کند.

سیلندر پمپ گیربکس (محفظه سوپاپ ، جعبه سوپاپ)در گیربکس شامل چند سوپاپ راه دهنده است. سوپاپ راه دهنده ، زمانی که یک دنده به دنده بعدی تغییر کند را معلوم می کند.برای نمونه از دنده 1 به 2 (سوپاپ راه دهنده، زمانی که دنده 1 به دنده 2 تغیر می یابد را معلوم می کند.) سوپاپ راه دهنده از یک طرف تحد فشار،روغنی که از سمت گاورنر می آید و از سمت دیگر تحت فشار سوپاپ دریچه گاز قرار دارد. آنها توسط روغنی که از پمپ فرستاده می شود و تاٌمین می شوند و وارد یکی از دو مدار برای کنترل دنده ای که خودرو با آن در حال حرکت است می شود .

مدار تعویض دنده

اگر خودرو به سرعت شتاب بگیرد ، سوپاپ تعویض (شیر راه دهنده )، تعویض دنده را به تاخیر خواهد انداخت . اگر خودرو به آرامی شتاب بگیرد ، تعویض دنده در سرعت پایین اتفاق می افتد . بیایید در مورد این که وقتی ماشین به آراممی شتاب می گیرد چه اتفاقی می افتد ،بحث کنیم .
بنابراین وقتی سرعت خودرو افزایش می یابد ،فشارهای از طرف گاورنر ایجاد می شود . فشار اعمالی به سوپاپ تعویض ( شیر راه دهنده ) زیاد می شود تا وقتی که مسیر دنده 1 بسته شود و مسیر دنده 2 باز شود . وقتی خودرو با گاز کم در حال سرعت گرفتن است سوپاپ دریچه گاز فشار زیادی را بر خلاف سوپاپ راه دهنده اعمال نمی کند .
وقتی خودرو به سرعت شتاب می گیرد سوپاپ دریچه گاز فشار بیشتری را بر خلاف شیر راه دهنده اعمال می کند . این به این معنی است فشاری که از گاونرمی آید باید بالا باشد ( بنابراین سرعت وسیله نقلیه باید بیشتر باشد ) قبل از این که سوپاپ راه دهنده به اندازه کافی حرکت کند تا دنده 2 را درگیر کند .
هر سوپاپ تعویض در دامنه مخصوصی از فشار عکس العمل نشان می دهد، بنابراین وقتی که ماشین با سرعت حرکت می کند ، سوپاپ دنده2 را به 3 تغییر می دهد ،زیرا فشاری که از طرف گاورنر اعمال می شود به اندازه کافی زیاد است که سوپاپ را فشار دهد . (حرکت دهد)




گیربکس های کنترل الکترونیکی

گیربکس های کنترل الکترونیکی که در بعضی از خودروهای جدید ظاهر شد ، هنوز از هیدرولیک برای به کار انداختن کلاچ و باندها استفاده می کند ، اما هر مدار هیدرولیک توسط یک سولونوئید الکتریکی کنترل می شود . که باعث ساده شدن لوله کشی در گیربکس می شود و به طرحهای کنترلی بسیار پیشرفته اجازه می دهد .

ما در بخش قبلی بعضی از استراتژی های کنترل را که به صورت مکانیکی فعالیت های گیربکس را کنترل می کنند را دیدیم . گیربکس های کنترل الکترونیکی طرحهای کنترلی بسیار پیچیده ای دارند . که علاو ه بر نشان دادن سرعت وسیله نقلیه و موقعیت دریچه گاز ،کنترل گر های گیربکس سرعت موتور را نیز نشان می دهد ، اگر پدال ترمز فشار داده شده باشد و حتی سیستم ترمز ضد قفل را هم نشان می دهد .

استفاده از این اطلاعات و یک استراتژی کنترل پیشرفته بر اساس یک منطق مبهم است . یعنی روش برنامه ریزی سیستم های کنترل بر مبنای استدلالات انسانی است .گیربکس های کنترل الکترونیکی کارهای مانند زیر را می توانند انجام دهند :
• تعویض دنده به طور اتوماتیک ( به دنده پایین ) در سراشیبی برای کنترل سرعت و کاهش سایش لنت های ترمز .
• تعویض دنده ( به سمت بالا و افزایش سرعت ) موقعی که در یک سطح لغزنده ترمز می کنید ، برای کاهش گشتاور ترمزی اعمال شده توسط موتور .
• جلو گیری از افزایش سرعت موقعی که در جاده های مارپیچ رانندگی می کنید .
بیاید در مورد ویژگی آخر بحث کنیم ، یعنی جلو گیری از افزایش سرعت موقعی که در یک جاده مارپیچی می پیچید . اجازه دهید بگوییم که شما در یک سر بالای که یک جاده کوهستانی مارپیچ است رانندگی می کنید . وقتی شما در قسمت راست جاده رانندگی می کنید گیربکس دنده را به 2 تعویض می کند که به شما شتاب کافی و قدرت بالا روی دهد . وقتی شما وارد یک جاده مارپیچ می شوید ، پدال گاز را رها می کنید و احتمالاً ترمز می کنید . بیشتر گیربکس ها دنده را به 3 تعویض خواهند کرد یا حتی اوردرایو ، موقعی که شما پایتان را از پدال گاز برداشته اید . سپس وقتی در مارپیچ شتابتان را کم می کنید ، آنها دوباره دنده را به سمت پایین تعویض می کنند .

اما اگر شما با یک خودرو داری گیربکس دستی رانندگی کنید احتمالا به همان دنده به رانندگی خود ادامه می دهید . بعضی از گیربکس های اتوماتیک با سیستم کنترل پیشرفته می توانند این وضعیت را آشکار سازند ، بعد از این که شما دو تا از پیچ ها را بپیچید ، می فهمند که دنده را به دنده بالا تر تعویض نکند .

سنسور چیست؟

سنسور چیست؟
سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و ... را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند. این سنسورها در انواع دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد. سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاهها می شوند.
سنسور
1-1تعريف عبارت سنسور:
امروزه كلمه سنسوربه هيچ وجه ازمفاهيمي ازقبيل ميكروپرسسور؛ترانسپيوتر؛انواع مختلف حافظه وسايرعناصر الكترونيكي به عنوان يكي از لغات وابسته به دنياي نوآوري هاي تكنولوژي اهميت كمتري را ندارد .با وجود اين سنسور هنور هم فاقد يك تعريف دقيق است همچنانكه عباراتي ازقبيل پروپ – بعدسنج يا ترانسديوسر مدتها چنين بوده‌اند .جدا ازكلمه سنسور ؛سنسور با هوش يا آگاه نهان؛ شده است كلمه سنسور يك عبارت تخصصي است كه ازكلمه لاتينsensoriumبه معني توانايي "حس كردن"ياsensus به معني "حس" برگرفته شده است پس از آشنايي با منشا مفهوم سنسور تاكيد كردن بر تشابه بين سنسورهاي تكنيكي و اندام هاي حس انساني واضح به نظر مي‌رسد شكل1-1اين تشابه رانشان مي‌دهد با وجود اين ايده سنسور فراتر ازاين تشابه حركت نموده ويك كلمه مترادف همه جانبه براي حساس كردن ؛تبديل وثبت مقاديراندازه گيري شده به حساب مي‌آيد.يك سنسور هركميت فيزيكي معين را كه بايد اندازه گيري شود به شكل يك كميت الكتريكي تبديل تبديل مي‌كند (تغيير مي‌دهد) كه پردازش شود يا بصورت الكترونيكي انتقال داده شود.
تفاوت واقعي بين ابزارهاي اندازه گيري كلاسيكي وسنسورها درمرحله آماده‌سازي و پردازش سيگنال‌هاي الكتريكي كه هميشه هدف يك سنسور است. نتيجه آنكه در اهدافي كه ابزارهاي اندازه گيري كلاسيكي وسنسورها بايد آنها را برآورده سازند تفاوتهاي اساسي وجود دارد اين موصوع استفاده از عبارت سنسور را موجه جلوه‌گر مي‌نمايد البته هر چندكم وبيش هم‌پوشاني معنايي وجود خواهد داشت.
يك سنسور خوب بايد مشخصات زيررا داشته باشد:
1- حساسيت كافي ؛ 2- درجه بالاي دقت وقابليت توليد دوباره خوب ؛
3- گستره ديناميكي خوب ؛ 4- عدم حساسيت به تداخل و تاثيرات محيطي؛
5- اميد به زندگي طولاني وجايگزيني بدون مشكل ؛

تركيب سنسوروالكترونيك سنسورمنجربه ويژگي‌هاي خاصي مي‌شود ازجمله عبارتند از:
1- سيگنال خروحي بدون نويز ؛
2- سيگنال خروجي سازگاربا باس؛
3-احتياج به توان پايين؛
اگر سنسوروالكترونيك با يكديگرمجتمع شوند دراينصورت ويژگي‌هاي بيشتريبايد برآورده شود از آن جمله عبارتند از قابليت مينياتورسازي وقابليت سازگاري هزينه با ميكروالكترونيك.1
2-1 آماري در مورد سنسورها :
علي رغم آگاهي گسترده در رابطه با اهميت سنسوربه عنوان يكي از عناصر كليدي در فرايند اتوماسيون ؛ كسب اطلاعات جامع ومقايسه‌اي درباره وضعيت تكنولوژي سنسور وپيشرفتهاي حاصل شده در اين زمينه مشكل است .اين امر داراي چند دليل زيراست:
1- سنسورهايي براي اندازه‌گيري بيش از100كميت فيزيكي وجود دارد اگر اندازه‌گيري كميت‌هاي شيميايي را نيز به حساب آوريم اين رقم به چندين صد فقره بالغ مي‌شود.
2- تقريبا 2000 نوع اصلي ازسنسورها را مي‌توان طبقه‌بندي كرد بين 60000 و100000 سنسور براي اندازه‌گيري در حال پروسه‌ها از نظر تجاري در دنياي غرب وجود دارد.
3- برطبق گزارش پايگاه داده‌هاي INSPEC بيش از10000 نشريه دررابطه با سنسور منتشر مي‌شود.
4- به سخن عام ظهور سنسورها يا تكنولوژي‌‌هاي جديد تخمينا 5 الي 15 سال طول مي‌كشد وچنين فرآيندي بسيار هزينه‌بر مي‌باشد.
میخواهم براتون یک سنسور عالی با یک قابلیت عالی را برای روبات های امداد گر معرفی کنم این سنسور که در بازار به سنسور گاز ( TGS813) معروف است دارای حساسیت بالایی در شناسایی گازهای قابل اشتعال از جمله بوتان ، متان و پنتان دارد . این سنسور دارای شش پایه است شما برای استفاده از این سنسور باید سه پایه سمت چپ یا راست خود را به مثبت پنج ولت وصل کنید. هیچ فرقی نمیکند که کدام سه پایه را وصل میکنید بعد از وصل آن سه پایه سه پایه دیگر را به این ترتیب وصل میکنید . پایه وسط را به زمین و دوپایه دیگر را خروجی میکنید .
برای این که بتوانید از این سنسور استفاده کنید به خروجی سنسور مقاومتی ۱.۵ کیلو اهم وصل کنید این مقاومت طوری وصل میشود که همیشه با سنسور و مدار بعدی که برای پردازش سنسور می آید به صورت موازی است ( یک پایه مقاومت به خروجی مدار و پایه دیگر به زمین متصل است . )
این سنسور در حالت عادی در خروجی دارای صفر منطقی است و وقتی گاز را احساس میکند خروجی آن به صورت یک منطقی در می آید .

شما برای این که بفهمید سنسور شما سالم است سنسور را به همان آرایشی که بالا گفته شده بسته و بعد یک دیود نورانی را بایک مقاومت ۲۲۰ اهم سری کرده و با مقاومت ۱.۵ کیلو اهم موازی کنید . ومدار را به برق وصل کنید . در حالت عادی دیود نورانی خاموش است ولی به محض این که گازی به مشام سنسور رسید دیود روشن میشود .
یک تذکر این سنسور برای راه اندازی نیاز به حریانی حداقل ۱۸۰ میلی آمپر دارد برای همین نمیشود آنرا با باتری راه اندازی کرد برای همین برای تغذیه سنسور از یک منبع تغذیه استفاده کنید .
سنسورهای بدون تماس
سنسورهای بدون تماس سنسورهائی هستند که با نزدیک شدن یک قطعه وجود آنرا حس کرده و فعال می شوند. این عمل به نحوی که در شکل زیر نشان داده شده است می تواند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم گردد.

کاربرد سنسورها
1-شمارش تولید: سنسورهای القائی، خازنی و نوری
2-کنترل حرکت پارچه و ...: سنسور نوری و خازنی
3-کنترل سطح مخازن: سنسور نوری و خازنی و خازنی کنترل سطح
4-تشخیص پارگی ورق: سنسور نوری
5-کنترل انحراف پارچه: سنسور نوری و خازنی
6-کنترل تردد: سنسور نوری
7-اندازه گیری سرعت: سنسور القائی و خازنی
8-اندازه گیری فاصله قطعه: سنسور القائی آنالوگ
مزایای سنسورهای بدون تماس
سرعت سوئیچینگ زیاد: سنسورها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالائی برخوردارند، بطوریکه برخی از آنها (سنسور القائی سرعت) با سرعت سوئیچینگ تا 25KHz کار می کنند.
طول عمر زیاد: بدلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار و ... دارای طول عمر زیادی هستند.
عدم نیاز به نیرو و فشار: با توجه به عملکرد سنسور هنگام نزدیک شدن قطعه، به نیرو و فشار نیازی نیست.
قابل استفاده در محیطهای مختلف با شرایط سخت کاری: سنسورها در محیطهای با فشار زیاد، دمای بالا، اسیدی، روغنی، آب و ... قابل استفاده می باشند.
عدم ایجاد نویز در هنگام سوئیچینگ: به دلیل استفاده از نیمه هادی ها در طبقه خروجی، نویزهای م;;;زاحم (Bouncing Noise) ایجاد نمی شود.
سنسورهای القائی
سنسورهای القائی سنسورهای بدون تماس هستند که تنها در مقابل فلزات عکس العمل نشان می دهند و می توانند فرمان مستقیم به رله ها، شیرهای برقی، سیستمهای اندازه گیری و مدارات کنترل الکتریکی (مانند PLC) ارسال نمایند.
اساس کار و ساختمان سنسورهای القائی
ساختمان این سنسورها از چهار طبقه تشکیل می شود: اسیلاتور، دمدولاتور، اشمیت تریگر، تقویت خروجی. قسمت اساسی این سنسورها از یک اسیلاتور با فرکانس بالا تشکیل یافته که می تواند توسط قطعات فلزی تحت تاثیر قرار گیرد. این اسیلاتور باعث بوجود آمدن میدان الکترومغناطیسی در قسمت حساس سنسور می شود. نزدیک شدن یک قطعه فلزی باعث بوجود آمدن جریانهای گردابی در قطعه گردیده و این عمل سبب جذب انرژی میدان می شود و در نتیجه دامنه اسیلاتور کاهش می یابد. از آنجا که طبقه دمدلاتور، آشکارساز دامنه اسیلاتور است در نتیجه کاهش دامنه اسیلاتور توسط این قسمت به طبقه اشمیت تریگر منتقل می شود. کاهش دامنه اسیلاتور باعث فعال شدن خروجی اشمیت تریگر گردیده و این قسمت نیز به نوبه خود باعث تحریک طبقه خروجی می شود.
قطعه استاندارد: یک قطعه مربعی شکل از فولاد ST37 است که از آن بمنظور تست فاصله سوئیچینگ استفاده می شود. (استاندارد IEC947-5-2). ضخامت قطعه 1mm و طول ضلع این مربع در اندازه های زیر می تواند انتخاب شود.
-به اندازه قطر سنسور
-سه برابر فاصله سوئیچینگ نامی سنسور 3*Sn
ضرایب تصحیح: فاصله سوئیچینگ با کوچکتر شدن ابعاد قطعه استاندارد و یا با بکارگیری فلز دیگری غیر از فولاد ST37 تغییر خواهد کرد. در جدول زیر ضرایب تصحیح برای فلزات مختلف نشان داده شده است.
ضریب تصحیح (KM) برای فولاد ST37 برابر 1.0
ضریب تصحیح (KM) برای نیکل برابر 0.9
ضریب تصحیح (KM) برای برنج برابر 0.5
ضریب تصحیح (KM) برای مس برابر 0.45
ضریب تصحیح (KM) برای آلومینیوم برابر 0.4
بعنوان مثال هرگاه یک سنسور در مقابل فولاد از فاصله 10mm عمل سوئیچینگ را انجام دهد، همان سنسور در مقابل مس از فاصله 4.5mm عمل خواهد کرد.
فرکانس سوئیچینگ: حداکثر تعداد قطع و وصل یک سنسور در یک ثانیه می باشد. (بر حسب Hz). این پارامتر طبق استاندارد DIN EN 50010 با شرایط زیر اندازه گرفته می شود.
فاصله سوئیچینگ (Switching Distance) S: فاصله بین قطعه استاندارد و سطح حساس سنسور به هنگام عمل سوئیچینگ می باشد. (استاندارد EN 50010)
فاصله سوئیچینگ نامی (Nominal Switching Distance) Sn: فاصله ای است که در حالت متعارف و بدون در نظر گرفتن پارامترهای متغیر از قبیل حرارت، ولتاژ تغذیه و غیره تعریف شده است.
فاصله سوئیچینگ موثر (Effective Switching Distance) Sr: فاصله سوئیچینگ تحت شرایط ولتاژ نامی و حرارت 20 درجه سلسیوس می باشد. در این حالت تلرانسها و پارامترهای متغیر نیز در نظر گرفته شده اند. 0.9Sn
فاصله سوئیچینگ مفید (Useful Switching Distance) Su: فاصله ای است که در محدوده حرارت و ولتاژ مجاز، عمل سوئیچینگ انجام می شود.
0.81Sn
فاصله سوئیچینگ عملیاتی (Operating Switching Distance) Sa: فاصله ای است که تحت شرایط مجاز، عملکرد سنسور تضمین شده است. 0
هیسترزیس H: فاصله بین نقطه وصل شدن (هنگام نزدیک شدن قطعه به سنسور) و نقطه قطع شدن (هنگام دورشدن قطعه از سنسور) می باشد. حداکثر این مقدار 10% مقدار نامی می باشد. (استاندارد EN 60947-5-2)
قابلیت تکرار (Repeatability) R: قابلیت تکرار فاصله سوئیچینگ مفید تحت ولتاژ تغذیه V و در شرایط زیر اندازه گیری می شود: حرارت محیط: 23 درجه سلسیوس؛ رطوبت محیط: 50 الی 70 درصد؛ زمان تست: 8 ساعت. (مقدار تلرانس برای این پارامتر طبق استاندارد EN 60947-5-2 حداکثر +-0.1Sr می باشد.)
پایداری حرارتی (Temperature Drift): تغییرات فاصله موثر سوئیچینگ در اثر تغییرات دما طبق استاندارد EN 60947-5-2 و در محدوده دمای 20 درجه سلسیوس زیر صفر تا 60 درجه سلسیوس بالای صفر حداکثر 10% است.
حرارت محیط (Ambient Temperature) Ta:
محدوده حرارتی است که در آن محدوده، عملکرد سنسور تضمین شده است.
کلاس حفاظتی: IP67 (DIN 40050).
نحوه نصب سنسورهای القائی: هرگاه دو یا چند سنسور القائی در مجاورت هم و یا در مقابل هم نصب شوند، شرایط زیر باید رعایت شود:
الف) نحوه نصب سنسورهای القائی Flush: سنسورهای Flush (Shielded) سنسورهائی هستند که قسمت حساس سنسور توسط پوسته فلزی محصور شده است. هرگاه دو یا چند عدد از این سنسورها همسطح روی بدنه فلزی دستگاه نصب شوند رعایت فواصل نصب مطابق شکل زیر الزامی می باشد.
ب) نحوه نصب سنسورهای القائی Non-Flush: در سنسورهای Non-Flush (UnShielded) قسمت حساس سنسور خارج از پوسته فلزی آن می باشد. فاصله سوئیچینگ این نوع سنسورها بیشتر از سنسورهای Flush می باشد. اما فرکانس سوئیچینگ آن در مقایسه کمتر است.
ج) نحوه نصب سنسورهای القائی در مقابل هم: هر گاه دو سنسور القائی در مقابل هم نصب شوند رعایت فاصله حداقل 6Sn الزامی می باشد

کلاچ یک صفحه ای

کلاچ یک صفحه ای
به کمک این کلاچ راننده می تواند ارتباط بین موتور و جعبه دنده را قطع یا وصل نماید . با متصل شدن موتور به جعبه دنده ، قدرت از موتور به جعبه دنده انتقال می یابد . با قطع شدن نیرو از موتور به جعبه دنده که بوسیله کلاچ صورت می گیرد ، موتور آزادانه می چرخد و به جعبه دنده قدرتی انتقال نمی گردد . کلاچ به طور موقت ارتباط بین موتور و جعبه دنده را قطع می نماید و در نتیجه تعویض دنده را ممکن می سازد . بدون قطع شدن موقت انتقال قدرت ، خلاص کردن و درگیر نمودن جعبه دنده مشکل خواهد بود .

فشار زیادی که بین دنده های درگیر در جعبه دنده وجود دارد ، خارج کردن آنها را از یکدیگر ( درگیری ) مشکل می سازد . همچنین بدون کلاچ ، در گیر کردن دنده ها کار خطرناکی خواهد بود ، زیرا چرخ دنده محرک و متحرک اغلب با سرعت های متفاوت می چرخند و تلاش برای درگیر کردن آنها موجب شکستن دندانه های چرخ دنده ها خواهد شد .

وقتی کلاچ به کار گرفته شود ، جریان نیرو قطع می شود و در نتیجه فشار از روی دندانه ها بر داشته می شود و خارج کردن دنده ها از حالت در گیری و جدا شدن نیرو از موتور به جعبه دنده با عمل کلاچ ، دنده محرک جعبه دنده آزادانه می چرخد بطوری که می تواند با سرعت سایر دنده های جعبه دنده بچرخد . این عمل در جعبه دنده به کمک وسایلی که هم سرعت کننده (synchronizer ) نامیده می شود انجام می گیرد . به این ترتیب ، درگیر کردن دنده ها بدون برخورد آنها با یکدیگر و صدا کردن آنها صورت می گیرد .

در موقع توقف موقت خودرو که موتور کار می کند ، کلاچ باید فعال شود تا بتواند جعبه دنده را در وضعیت خلاصی قرار داد . در این صورت با رها کردن پدال کلاچ حتی با کار کردن موتور ، هیچ قدرتی توسط دستگاه انتقال قدرت به چرخ ها منتقل نمی شود .

برای روشن کردن موتور نیز از چنین وضعیتی استفاده می شود ، زیرا در این حالت می توان موتور را به گردش در آورد بدون این که قدرتی از موتور به چرخ ها منتقل بشود . پس از روشن شدن موتور ، باید دوباره کلاچ را خلاص کرد ( پا را روی پدال کلاچ فشار داد ) تا بتوان جعبه دنده را از حالت خلاصی در یک دنده معین برای حرکت کردن خودرو قرار داد .
اصول کار کلاچ
کار کلاچ مبتنی بر تماس اصطکاکی بین دو سطح فلزی صاف محرک و سطوح اصطکاکی مواد پرچ شده به صفحه کلاچ یا دیسک کلاچ ( Disk ) می باشد . یکی از سطوح فلزی روی فلایویل Flywheel ) ) و دیگری روی صفحه فشاری کلاچ قرار دارد .
وقتی کلاچ در وضعیت در گیری قرار داشته باشد ، فشار فنر بین بدنه کلاچ و صفحه فشاریPressure plate ) ) ، صفحه کلاچ را بین دو سطح صاف فلایویل و صفحه فشاری تحت فشار قرار می دهد . اصطکاک بین این سطوح موجب می شود که با کار کردن موتور ، صفحه کلاچ همراه با فلایویل و صفحه فشاری بچرخد . نظر به این که توپی صفحه کلاچ (Disk hub ) به شافت کلاچ ( Clutch shaft ) درگیر می باشد ، شافت کلاچ نیز همراه با موتور خواهد چرخید.

برای جدا کردن نیرو از موتور به جعبه دنده ، پدال کلاچ فشار داده می شود این عمل هم به نوبه خود از راه اهرم بندی پدال ، دو شاخه کلاچ را به کار می اندازد و آن هم یاتاقان کف گرد کلاچ را که طرح آن در شکل زیر نشان داده شده ، به سوی فلایویل به حرکت در می آورد.
حرکت یاتاقان کف گرد در این جهت ، موجب آزاد شدن نیروی فنر که صفحه فشاری ، صفحه کلاچ و فلایویل را به هم فشار می دهد ، می گردد و باعث می شود که صفحه فشاری به طور مستقل از صفحه کلاچ بچرخد ، زیرا با این عمل صفحه فشاری از صفحه کلاچ دور می شود.
امتداد دو شاخه از پهلوی محفظه کلاچ بیرون می آید و معمولاً دور سوراخی که دو شاخه از آن بیرون می آید یک گرد گیر وجود دارد که با نیروی یک فنر در جای خود نگه داشته می شود . در داخل محفظه ، یک پیچ سر کروی قرار گرفته که یک اتصال سیبکی به وجود می آورد و دو شاخه کلاچ به آن تکیه می کند . هنگامی که پدال حرکت کند و انتهای بیرونی دو شاخه جلو و عقب برود ، دو شاخه روی اتصال سیبکی حرکت لولای پیدا می کند . این حرکت موجب می شود که یاتاقان کف گرد کلاچ هم که به قسمت دو شاخه ای ، دو شاخه کلاچ متصل شده است در امتداد شافت کلاچ جلو و عقب برود ، کلاچ به آن تکیه می کند . هنگامیکه پدال حرکت کند و انتهای بیرونی دو شاخه جلو و عقب برود ، دو شاخه روی اتصال سیبکی حرکت لولای پیدا می کند .

این حرکت موجب می شود که یاتاقان کف گرد کلاچ هم که به قسمت دو شاخه ای ، دو شاخه کلاچ متصل شده است در امتداد شافت کلاچ به جلو و عقب برود .
وقتی یاتاقان کف گرد کلاچ به عقب و جلو حرکت کند ، با انگشتی های کلاچ ( اهرام های خلاص کننده کلاچ ) که تعداد آنها سه عدد می باشد و با فاصله مساوی دور کلاچ قرار گرفته اند تماس پیدا می کند . این انگشتی ها حول پین خود حرکت لولای دارند و فشار فنر را می گیرند و باعث می شوند که صفحه فشاری از صفحه کلاچ دور بشود.

فشار یاتاقان کف گرد به انتهای داخلی انگشتی ها موجب می شود که انگشتی به سمت چپ حرکت کند . با این عمل ، انگشتی حول اتصال سیبکی حرکت لولای می کند و انتهای بیرونی آن به سمت راست حرکت می کند و از طریق یک پایه به صفحه فشاری نیروی وارد می سازد و آن را به سمت راست حرکت می دهد . با این حرکت ، فنر های مارپیچی کلاچ مقداری جمع می شوند و به این ترتیب فشار از روی سطوح اصطکاکی صفحه فشاری ، صفحه کلاچ و فلایویل بر داشته می شود . در ضمن ، وقتی صفحه فشاری از فلایویل دور بشود بین صفحه فشاری و صفحه کلاچ و بین صفحه کلاچ و فلایویل فاصله ای به وجود می آید . با پیدایش این فاصله ، فلایویل و صفحه فشاری به طور مستقل از صفحه کلاچ خواهد چرخید .




عمل کلاچ
کلاچ به طور قراردادی توسط پدال کلاچ که در مقابل پای چپ راننده قرار می گیرد کار می کند . پدال کلاچ همیشه توسط فنرهای ، در حالت بالا یعنی در حالت درگیر بودن کلاچ نگه داشته می شود . موقعی که پدال کلاچ فشار داده می شود ، این حرکت به میله ها و اهرام های منتقل می گردد . ترتیب و طرح این ارتباطات در وسایل نقلیه مختلف متفاوت است و بستگی به شکل و ساختمان شاسی دارد .

الف - فنر کمکی : در بعضی از وسایل نقلیه یک فنر کمکی در نقطه ای از رابطهای کلاچ گذاشته می شود که به برگشتن پدال کلاچ کمک می نماید . این فنر که فنر برگردان پدال کلاچ ( Clutch pedal return spring ) نامیده می شود ، همیشه پدال کلاچ را بالا نگه می دارد و بعلاوه بلبرینگ کف گرد کلاچ را نیز از روی اهرم ها آزاد می کند .

ب- کار خلاء : در بعضی از وسایل نقلیه از یک سیلندر خلاء برای بکار انداختن کلاچ استفاده شده است . در این دستگاه ، نیروی خلاء با وسایلی از مانیفولد گاز (Intake manifold ) موتور به یک سیلندر وارد می گرد . موقعی که دریچه گاز ( Throttle valve ) کاربراتور بسته باشد ، خلاء موتور به حداکثر مقدار خود می رسد . این نیروی خلاء برای به کار انداختن سیلندر و خلاص نمودن کلاچ مورد استفاده قرار می گیرد .
موقعی که دریچه گاز بسته نباشد ، خلاء تنزل می کند و فنر های تعادل پذیری که در این دستگاه به کار رفته است بر نیروی فنر غلبه نموده و کلاچ را در گیر می کند . بدین طریق موقعی که دنده تعویض می گردد ، رها کردن پدال گاز باعث آزاد شدن و خلاصی کلاچ می گردد . موقعی که موتور با دور آرام کار می کند ، مثلاً موقعی که وسیله نقلیه متوقف است ، کلاچ خلاص می شود .

صفحه کلاچ
صفحه کلاچ یک طرح بالشتکی (Cushioning device ) دارد که در موقع درگیر شدن کلاچ یک تاثیر بالشتکی یا نرمش بین سطوح درگیر شونده به وجود می آورد . در ضمن ، صفحه کلاچ یک طرح ارتعاش گیر (Dampening device ) نیز دارد که از انتقال ارتعاشات پیچشی موتور به جعبه دنده جلوگیری می نماید .

طرح بالشتکی شامل یک ورقه فولادی فنری ، بریدگی دار ، موجدار است که انتهای کلاچ به آن پرچ می شود . لنت کلاچ (Friction facing ) غالباً محتوی مقدار زیادی الیاف آسبستوس ( Asbestos ) می باشد . لنت هر یک از دو طرف تقریباًmm 175/3 ضخامت دارد . این لنت ها توسط میخ پرچ (Rivet ) که از سطح مالش پایین تر قرار می گیرد به صفحه کلاچ متصل می شوند . هر یک از لنت ها به طور مستقل به صفحه فولادی فنری پرچ می شود . و هر میخ پرچ تنها یکی از لنت ها را به صفحه فولادی متصل می کند و از داخل لنت دیگر آزادانه عبور می نماید .
وقتی کلاچ درگیر می شود موج های صفحه ای فولادی کمی متراکم ( صاف ) می شوند و یک اثر بالشتکی یا نرمش بوجود می آورد . طرح ارتعاش گیر چند فنر مارپیچی نیرومند دارد . این فنر ها بین واشر های محرک پرچ شده به فنر های بالشتکی ، و فلانج توپی (Hub flange ) که به توپی صفحه کلاچ (Disk hub )متصل شده ، قرار گرفته اند .

با این ترتیب ، توپی صفحه کلاچ از طریق فنر ها به حرکت در می آید . این فنر ها ارتعاشات پیچشی را که در موقع درگیر بودن کلاچ و تغییرات گشتاور موتور در خط انتقال قدرت به وجود می آید مستهلک می نماید . پین های توقف ( Stop pins ) ، حرکت نسبی بین فلانج توپی و واشر های محرک را محدود می سازد . یک حلقه اصطکاکی ریخته گری شده که بین فلانج توپی و واشر های محرک متراکم گشته است با اصطکاکی که دارد از تشدید نوسانات بین فلانج توپی و واشر های محرک جلوگیری می کند . قسمت توپی به صورت هزار خار با شافت کلاچ درگیر می باشد و می تواند روی آن حرکت کشویی داشته باشد .

در بعضی از کلاچ های خاص ، سطوح اصطکاکی صفحه کلاچ از فلز و سرامیک (به جای آسبستوس یا مواد آلی ) ساخته شده است .
کلاچی که در شکل بالا نشان داده شده و تشریح گردیده از نوع9 فنره می باشد . این کلاچ تعداد 9 فنر مارپیچی دارد که در موقع درگیری کلاچ فشار لازم برای تحت فشار قرار دادن صفحه کلاچ به فلايويل را تامین می نماید . در ماشین های سنگین تعداد فنر های نام برده بر حسب نیاز ممکن است از 9 عدد هم بیشتر باشد ولی به طور کلی تمام این فنر ها بر سطح صفحه فشار عمودی می باشند .

انواع دیگری از کلاچ نیز وجود دارد که از آن جمله می توان کلاچ 3 فنره ، کلاچ با فنر دیافراگمی ( Diaphragm-spring clutch )، کلاچ با فنر مارپیچی متحد المحور با شافت کلاچ ، کلاچ با چند صفحه اصطکاکی ( کلاچ چند صفحه ای ) ( Multi –disk clutch ) ، کلاچ گریز از مرکز ( Centrifugal clutch ) ، و کلاچ هیدرولیکی(Hydraulic clutch ) را نام برد .



کلاچ سه فنره

کلاچ سه فنره که در شکل زیر نشان داده شده به جای 9 فنر که در طرح قبلی به کار رفته است ، سه فنر فشاری دارد . این سه فنر به جای این که بر سطح صفحه فشاری عمود باشند نسبت به آن به طور مایل قرار گرفته اند ولی روش کار این کلاچ مانند کلاچ قبلی است .

فلایویل

فلایویل
مقدمه
فلایویل یک قرص گردان سنگین است که به عنوان یک ذخیره کننده گشتاور زاویه ای به کار می رود. فلایویل ها در مقابل تغییر سرعت دورانشان مقاومت می کنند، که در نتیجه هنگامی که یک گشتاور نامنظم به آن اعمال می شود، به یکنواخت نگه داشتن چرخش محور کمک می کند.

فلایویل ها همچنین توسط موتورهای کوچک برای ذخیره انرژی در زمان طولانی تر و آزاد کردن آن در زمانی کوتاهتر به کار می‌روند. با این کار در یک دوره کوتاه قدرت را افزایش می دهند.

فلایویل از ساخمان بسیار ساده‌ای برخوردار است. در واقع ویژگیهای فلایویل در این خلاصه می‌باشد که این قطعه می‌بایست متقارن باشد و در عین حال نیز جرم نسبتا زیادی داشته باشد. ابعاد ، اندازه و شکل فلایویل‌ها با توجه به نوع و اندازه و تعداد سیلندرهای موتور متفاوت است.
ریشه لغوی

فلایویل یک کلمه انگلیسی است که خود از کلمه تشکیل شده است (Fly –Wheel) که در آن Fly به معنی پرواز کردن و Wheel به معنای چرخ است. لیکن این کلمه بصورت سر هم Flywheel برای بیان یکی از قطعات موتور که به میل لنگ متصل است بکار برده می‌شود. البته معادل فارسی نیز برای این واژه موجود می‌باشد که عبارتند از: چرخ طیار و چرخ لنگر ، لیکن استفاده از خود کلمه فلایویل رایج‌تر است.

ساختمان فلایویل

چرخ لنگر یا همان فلایویل در موتورهای مختلف دارای اندازه‌های مختلف می‌باشد. لیکن در مواد ساختمانی آن معمولا از چدن استفاده می‌کند. ساختمان فلایویل بسیار ساده است و کافی است که تا حد قابل قبولی صاف و صیقلی بوده و در ضمن از لحاظ تعادل در وضعیت خوبی باشد. یعنی انحنا یا وجود تاب‌خوردگی در آن به چشم نخورد.

اندازه فلایویل یا همان چرخ طیار بستگی به تعداد سیلندرهای موتور و نوع و اندازه موتور دارد و متغیر می‌باشد بدین ترتین که هرچه تعدا سیلندرها بیشتر باشد (در حالیکه حجم جابجایی کل در موتور با یکدیگر مساوی باشد)، فلایویل می‌تواند اندازه کوچکتر داشته باشد.

(حجم جابجایی کل برای یک موتور عبارتست از حجم جابجایی یک سیلندر ضربدر تعداد سیلندرهای آن موتور). این بدان علت است که فواصل میان احتراق‌ها کمتر می‌شود. و در نتیجه نیروهای وارده بر میل لنگ بصورت یکنواخت‌تر اعمال می‌گردد و وظیفه فلایویل به عنوان یک ذخیره کننده انرژی کاهش می‌یابد.
طرز کار فلایویل

فلایویل یک قطعه سنگین است که بوسیله پیچ و مهره به میل لنگ متصل می‌شود و وظایف آن عبارتست از :

ذخیره انرژی برای برقراری سرعت در زمانهای که احتراقی وجود ندارد.
یکنواخت نمودن سرعت میل لنگ
انتقال قدرت از موتور به ماشین به عنوان یکی از سطوح محرک صفحه کلاچ

اعمال انجام شده در فلایویل را می‌توان با استفاده از انرژی جنبشی تشریح کرد. بدین سان که همانگونه که می‌دانید انرژی جنبشی یک جسم با جرم جسم و نیز با سرعت آن در ارتباط است. فلایویل از خود دارای یک جرم می‌باشد که بوسیله میل لنگ چرخانده می‌شود. در اثر این چرخش فلایویل یک انرژی جنبشی بدست می‌آورد.

حال اگر به نیروی محرکه میل لنگ را از فلایویل جدا کنیم، خواهید دید که فلایویل تا یک مدت زمان کوتاه پس از آن به حرکت خود ادامه می‌دهد که به علت اینرسی حرکتی فلایویل می‌باشد. این انرژی در واقع انرژیی است که در جرم فلایویل ذخیره شده است و در زمان قطع نیروی محرکه آزاد می‌گردد.

فلایویل در زمانی که بر روی میل لنگ است دقیقا این کارها را انجام می‌دهد. یعنی زمانی که در سیلندر ، پیستون به دلیل انفجار سوخت پایین می‌آید، فلایویل با چرخش میل لنگ به چرخش در آمده و در واقع انرژی ذخیره می‌کند. فلایویل این انرژی ذخیره شده را در زمانهای دیگر سیکل موتور (مانند تنفس ، تراکم و تخلیه) به میل لنگ و از آنجا به پیستون پس می‌دهد.

یعنی در واقع در زمانهایی که در موتور احتراقی انجام نمی‌شود انرژی جنبشی موتور را فلایویل تامین می‌کند. از آنجایی که در موتورهای با سیلندرهای بیشتر تعداد انفجارهای سوخت در واحد زمان بیشتر است. لذا زمان کمتری موتور برای تامین انرژی جنبشی خود به فلایویل متکی است. به همین خاطر در موتورهای با تعداد سیلندر بیشتر به فلایویل‌های کوچکتری نیاز است.

سایر متعلقات

بر روی قطر خارجی چرخ لنگر معمولا یک چرخ دنده دایره‌ای شکل سوار می‌شود که (دنده فلایویل) در زمان روشن کردن موتور بکار می‌آید. بدین شکل که در این زمان چرخ دنده محرک استارت موتور بطور اتوماتیک با دنده فلایویل درگیر شده و باعث حرکت و چرخش موتور می‌شود.



فلایویل های آلمینیوم
فلايول هاي آلومينيومي و ميل لنگ هاي سبک شده
وزن زياد باعث ايجاد اينرسي در مواد مي شود ( اينرسي عبارت است از ميل اجسام براي حفظ قبلي خود). حال اگر از وزن يک جسم بکاهيم اينرسي آن نيز کاهش پيدا خواهد کرد.

فلايول و ميل لنگ موتور به هم متصل هستند بنابراين با گشتاور واحدي مي چرخند. ميل لنگ و فلاويل سنگين داراي اينرسي زيادي هستند و گشتاور بيشتري را صرف حرکت خود مي کنند. اين امر مخصوصاً در زمان شتابگيري مشهود است .

اگر ميل لنگ و فلايويل را سبک کنيم، با گشتاور کمتري خواهند چرخيد بنابراين نيرويي که قبلاً بايد براي چرخاندن ميل لنگ و فلايويل تلف مي شد، صرف به حرکت در آوردن اتومبيل خواهد شد.

يکي از راه هاي سبک کردن فلايويل ساخت آن از آلياژهاي سبک همانند آلومينيوم T6 است. براي اين منظور شمش هاي آلومينيوم به مدت يک روز درون کوره قرار داده مي شوند سپس به مدت سه روز در دماي محيط خنک مي شوند.

حالا عمليات حرارتي و سخت کاري بر روي آلومينيوم انجام شده است .

قسمتي از فلايويل که صفحه کلاچ با آن در تماس است بايد از چدن ساخته شود بنابراين چدن خاکستري پس از ريخته گري و خنک شدن با دقت بالا تراشيده شده و پس از سوراخ کاري به قسمت آلومينيومي پيچ مي شود.

فلايويل هاي آلومينيومي بسته به نوع اتومبيل، 45 تا 50 درصد سبک تر از فلايويل هاي چدني هستند مثلاً اگر فلايويل چدني پژو 206 با موتور 1600 سي سي 5/5 کيلو وزن داشته باشد، نمونه آلومينيومي آن 5/3 کيلو خواهد بود .
فلايويل سبک تر باعث کاهش بار ميل لنگ، کاهش استهلاک ياتاقان ها، افزايش توان و کشش موتور و بهبود شتاب اتومبيل مي شود.

يکي ديگر از راه هاي سبک سازي ميل لنگ تراشيدن لنگرهاي آن است. لنگرهاي ميل لنگ اگر چنانچه به شکل لبه هاي چاقو تراشيده شوند باعث کاهش وزن ميل لنگ به ميزان 6/0 الي 2 کيلو گرم خواهند شد. علاوه بر آن لنگرهايي که همانند لبه چاقو تيز شده اند در هنگام عبور از روغن کارتل، مقاومت کمتري نشان داده و باعث کار کرد نرم و بي سر و صداي موتور و جلوگيري از کف کردن روغن مي شوند .

از راه هاي ديگر سبک کردن آلات متحرک موتور مي توان به سبک کردن پولي ها مخصوصاً پولي ميل لنگ و شاتون ها اشاره کرد. شاتون هاي تيتانيومي علاوه بر داشتن استحکام و مقاومت فوق العاده داراي يک سوم وزن شاتون هاي فولادي بوده و نيروي موتور را کمتر به خود اختصاص مي دهد

تایر اتومبیل

تایر اتومبیل

ساخت تایر:

در ساخت یک تایر انتخاب نوع لاستیک های مختلف تابع عوامل زیر است :
1 - ضخامت تایر . 2 - آج تایر و طرح آن . 3 - نوع دیواره .
طرح آج تایر تأثیر مستقیم بر روی عملکرد تایر در شرایط ومحل های مختلف دارد .البته پارامترهای دیگری نیز در ساخت تایر تأثیر گذار هستند ، مانند اندازه و پهنای تایر به دیواره آن که به Aspect Ratio معروف است و در اینجا فعلاً در مورد آن بحث نمی کنیم .
حال این سؤال پیش می آید که چرا اصولاً باید به این مسائل و به طور کلی تایر اتومبیل توجه داشت ؟ 
پاسخ به این سؤال عبارت است از اینکه تایر ها نقطه تماس و ارتباط اتومبیل با سطح مسیر حرکت هستند . نقطه تماسی که در بسیاری موارد از نصف سطح یک کاغذ A4 کمتر است و تایرها در نهایت تعیین کننده نحوه حرکت اتومبیل شما هستند و اینکه چگونه توقف انجام گیرد و یا در چرخش ها چگونه با شد و مواردی از این قبیل . در این مقاله تلاش شده با کمک متخصصین و طراحان تایر اتومبیل نحوه طراحی و ساخت تایر وانجام محا سبات بر روی آن به نظر خوانندگان عزیز برسد . در تهیه این گزارش متوجه خواهید شد که پروسه تولید تایر به نحوه باورنکردنی پیچیده ودشوار است . حال سؤالاتی مطرح می گردد که موارد آن به شرح زیر است :
1- تأثیر میزان فشار باد تایر ها در عملکرد آنها در عبور از مسیر های خشک و خیس چگونه است ؟
2- محاسن وعیوب استفاده از تایر های بزرگتر از استاندارد چیست ؟ 
3- چنانچه برای اتومبیل خود فقط یک جفت تایر نو خریداری کردید آیا باید آن ها را در جلو قرار دهید یا در عقب ؟
4- اصولاً رانندگان در صورت مواجه شدن با ترکیدگی تایر در سرعت های حدود 100 کیلومتر می بایست در انتظار چه چیزی باشند و یا چه کاری باید انجام دهند؟

تأثیر میزان فشار باد تایر ها در عملکرد آنها در عبور از مسیر های خشک و خیس چگونه است ؟

تعداد آزمایش های مختلف و گوناگونی که رانندگان شرکت میشلن به طور مستمرانجام می دهند و درجه دقت این آزمایشات وتعدادی که تکرار می شود واقعاً باور نکردنی است. در اینجا فهرستی از آنها را برای اطلاع ارائه می دهیم .
برای تعیین میزان صدای تایر که در اثر برخورد وتماس با سطح مسیر حرکت ایجاد می شود و ارتباط مستقیمی با طرح آج تایر دارد از واژه هایی مانند Sizzle که به معنای نوعی صدا است که در هنگام سرخ شدن مواد غذایی ایجاد می شود ، واژه دیگر Inpact یا صدای ناشی از برخورد است ، Boom که به معنای صدای پرطنین و زیر است . Slap که صدایی شبیه برخورد کف دست با صورت است و بالاخره Squea که صدایی همانند صدای گریه است .  
میزان راحتی بستگی به شدت برخورد ، پایداری و سختی عمودی ، فشرده شدن و ریز و درشتی بافت پوششی جاده و مسیر حرکت دارد .
کیفیت عملکرد فرمان می تواند تابع عواملی از قبیل تأخیر ، قابلیت حرکت به خط مستقیم ، تعادل عقب و جلوی اتومبیل ، پایداری در انحراف های جانبی و فشرده شدن های جانبی باشد . رانندگان آزمایشی برای هر مرحله نمره ای از یک تا ده در نظر گرفتند .
محل انجام آزمایشات در فضایی به مساحت حدود 1500 هکتار در ایالت کارولینای جنوبی و متعلق به کمپانی میشلن بود . در این محل مسیر های تجهیز شده مختلفی وجود داشت ، به علاوه امکانات کامل برای انجام آزمایشات مختلف که بخش عمده آنها بر روی مسیرهای پوشیده از آب بود ونتایج به دست آمده را در ادامه مقاله مطالعه خواهید کرد .
ابتدای آزمایشات با دو اتومبیل فورد گراند ویکتوریا آغاز شد که از هر نظر با یکدیگر شباهت داشتند به استثناء فشار باد تایرها که یکسان نبود . مسیر به طول حدود 725 متر و پوشیده از آب بود که در مجاورت یک پیست خشک قرار داشت . منتهی مسیر مرطوب و پوشیده از آب نحوه رفتار اتومبیل ها را بهتر نشان داده که در سرعتهای پایین مشخص تر است .
زمانی طی یک دور پیست نشانه وضعیت کنترلی خودرو بوده و تفاوتهایی که ایجاد شد باورنکردنی بود ، چون یکی از دو اتومبیل مورد بحث توانست طول پیست را 5 ثانیه سریعتر از دیگری طی کند . حال این سؤال پیش می آید چرا ؟ جواب مشخص است فشار باد تایر .
در یکی از دو فورد گراند ویکتوریا فشار باد تایر ها به میزان 35/32 و در دیگری 32 در جلو و 25 در عقب بود که یعنی 10 درجه کمتر از رقم پیشنهادی کارخانه . آن مدلی که فشار باد تایر عقب آن کم بود نیاز به توجه زیاد داشت تا بتواند در داخل پیست به جلو رود وآنکه تایر های با فشار باد پیشنهادی داشت نیاز به توجه معمولی داشت و اتومبیل تمایل به منحرف شدن نداشت .
یکی از رانندگان میشلن در این مورد می گویید اگر فشار باد تایر ها در یک اتومبیل 5 شماره بیش از رقم و اندازه پیشنهادی باشد بهتر است از اینکه میزان آن 3 شماره کمتر از رقم پیشنهادی باشد . به همین دلیل است که چنانچه فشار باد تایر ها از 5 پوند بر اینچ کاهش یابد در اتومبیل هایی که مجهز به سیستم کنترل فشار باد تایر هستند بلافاصله این امر به اطلاع راننده می رسد .


محاسن وعیوب استفاده از تایر های بزرگتر از استاندارد چیست ؟ 

تایر های آکورا RSX به صورت استاندارد دارای اندازه ای معادل 205/55R هستند . حال چنانچه رینگ وتایر 18 و یا 20 اینچی بر روی آن ببندید ، گارانتی آن از بین رفته و اختلاف وزن هر تایر ورینگ چرخ بین 16 اینچ و 20 اینچ معادل بیش از 5/8 کیلو گرم می شود .
بسیاری بر این عقیده هستند که هرچه تایر و رینگ اتومبیل بزرگتر باشد قابلیت های هدایتی آن بیشتر است و برای پی بردن به آینکه چنین موضوعی صحت دارد یا خیر آزمایشات با استفاده از تعدادی مخروط به انجام رسید .
نتایج به دست آمده تابع یک فرمول یا فرمولهای خاصی نبودند چون تفاوت زمانی طی یک دور پیست با هر سه تایر که از نظر اندازه متفاوت بودند حدود یک ثانیه بود و این در حالی بود که هر تایر در بخشی از مسیر حرکت سریعتر و در بخش دیگری حرکت کندتر را سبب می شود . 
به طور کلی تایر های پهنتر و بزرگتر در عبور از پیچها چسبندگی بیشتری دارند ولی به دلیل وزن بیشتر چابکی لازم را در خروج از دایره پیچ نداشته ضمن اینکه راننده مجبور است برای ورود به دایره پیچ زودتر سرعت خود را کاهش دهد مضافاً اینکه هرچه تایر پهنتر و بزرگتر باشد تمایل آن به انحراف در حین عبور از دایره پیچ به دلیل وزن بیشتر افزون تر است و بنابراین معمولاً این تایر ها در عبور از پیچ تولید صدا های مختلف کرده و برگرداندن فرمان به حالت طبیعی آن اندکی دشوارتر و در طول زمان بیشتری انجام می گیرد . در عوض تایر های کوچکتر و باریکتر شتاب بیشتری را برای اتومبیل به ارمغان آورده و در عبور از دایره پیچ ها چابکتر عمل می کند اما در مجموع تفاوتهای زیادی وجود ندارد که تأثیر ی در کسب رکورد طی یک دوره کامل پیست بگذارد . در بین سه تایر انتخاب شده تایر 18 اینچی در مجموع وضعیت مناسبتری داشت .
بنابر این برای آنهایی که در جستجوی رینگ وتایر های اسپرتی پهن و بزرگ هستند ذکر این موضوع لازم بوده که ممکن است با تعویض رینگ وتایر های اتومبیل آن را زیبا تر کرده و ظاهری خشن تر و اسپرتی به آن بدهید اما توجه داشته باشید که این امر باعث می گردد که سرعت اتومبیل تا حدودی کاهش پیدا کرده ، طول زمان توقف آن بیشتر شود ، واکنشهای فرمان در حد انتظار شما نخواهد بود و سواری آن نیز سخت تر و پر صدا تر می شود . بنابراین همه چیز فقط ظاهر نیست .

چنانچه برای اتومبیل خود فقط یک جفت تایر نو خریداری کردید آیا باید آن ها را در جلو قرار دهید یا در عقب ؟

حال می پردازیم به اینکه اگر فقط دو تایر اتومبیل شما فرسوده شده و نیاز به تعویض داشته باشد چه کار باید کرد ؟
فرض کنید اتومبیل شما یک نیسان آلتیما است وتایر های عقب آن در حد 50 درصد آج داشته ولی تایرهای جلویی کاملاً صاف و از بین رفته اند . آیا شما با مراجعه به فروشگاه های عرضه کننده تایر اقدام به تعویض تایر های جلو می کنید و به نظر شما این کار صحیح است ؟ برای اینکه متوجه شویم چه عملی بهتر است ، ابتدا دو دستگاه نیسان آلتیما که کاملاً شبیه بودند انتخاب شد و در یکی از آنها دو تایر نو در جلو و تایرهای 50 درصد کارکرده در عقب قرار داده و در دیگری عملی کاملاً برعکس انجام شد ، یعنی تایرهای نو در عقب و کهنه برای جلو انتخاب شد .
در آزمایشی که بر روی یک پیست یا پوشش بتونی و به طول حدود 800 متر به انجام رسید در تست حرکت مارپیچی اتومبیلی که تایرهای جلوی آن کارکرده بود به سرعت 5/88 کیلومتر دست یافت . در مرحله بعدی همین آزمایش توسط اتومبیلی انجام گرفت که تایرهای جلوی آن نو بودند و مجدداً همان سرعت 5/88 کیلومتر در ساعت بدست آمد . 
تفاوت دو اتومبیل این بود که در اتومبیل اول تنها مشکلی که وجود داشت این بود که بعضاً احساس شد عملکرد فرمان سبک است و راننده ترجیح می داد برای جلوگیری از بروز پدیده انحراف قسمت عقب سرعت خود را کاهش دهد و در حالی که در آزمایش دوم قسمت عقب کاملاً منحرف شد و اتومبیل به راحتی از مسیر خارج می شود و کنترل خود را از دست می داد . آزمایش دوم سه بار تکرار شد تا اینکه رانندگان متوجه شدند که چگونه باید جلوی انحراف اتومبیل گرفته می شد .
اما موضوع این است که در شرایط واقعی امکان انجام سه بار آزمایش برای پیشگیری از وقوع حادثه وجود ندارد و تصادف حتمی است . بنابراین اگر در آینده فقط دو تایر نو برای اتومبیل خود خریداری کردید آنها را در اکسل عقب نصب کنید و تایر های کهنه تر خود را در جلو قرار دهید و این موضوع هیچ ارتباطی به اینکه اتومبیل شما دیفرانسیل جلو یا عقب بوده ندارد .

اصولاً رانندگان در صورت مواجه شدن با ترکیدگی تایر در سرعت های حدود 100 کیلومتر می بایست در انتظار چه چیزی باشند و یا چه کاری باید انجام دهند؟

اگر با اتومبیل خود در حال حرکت هستید و به ناگهان با پدیده ترکیدن تایر مواجه شدید ، از اینکه بلا فاصله پای خود را از روی پدال گاز بردارید جداً پرهیز کنید و به هیچ عنوان از ترمز استفاده نکرده و به جای آن سعی کنید پای خود را برروی پدال گاز قرار داده و به تدریج فشار پای خود را بر روی پدال گاز کاهش دهید و با استفاده از فرمان سعی کنید به آرامی در کنار جاده یا خیابان توقف کنید .
چنین پیشنهاداتی ممکن است غیر عادی به نظر برسد و انجام آن برای شما دشوار باشد ولی کاملاً شدنی است ونتایج آن نیز بسیار درخور تأمل است . این روش وپیشنهاد توسط متخصصین کمپانی میشلن زمانی ارائه شد که فیلم ویدئویی یک راننده آزمایشی کمپانی میشلن در مورد ترکیدن تایر اتومبیل به معرض نمایش در آمد وطی آن راننده عملی را انجام داده بود که اغلب افراد در چنین شرایطی انجام می دهند و ملاحظه کرده بودند که اتومبیل به طرز باور نکردنی از مسیر اصلی منحرف شده و در جهتی خلاف حرکت خود قرار گرفته بود که چنانچه در یک مسیر پر ترافیک انجام می شد بروز تصادف اجتناب ناپذیر بود ; لذا در صورت ترکیدن تایر اتومبیل پای خود را به آرامی از روی پدال گاز بردارید و هیچگاه از پدال ترمز استفاده نکنید .

توصیه هایی برای ایمنی بیشتر :

فشار باد تایرهای اتومبیل خود را حداقل یکبار در ماه کنترل کنید .
چنانچه فشار چند پوند بیشتر از حد باشد بهتر است تا اینکه کمتر از حد پیشنهادی باشد .
تایرهای جدید را همواره در عقب قرار دهید .
در انتخاب رینگ و تایر جدید از انواع بسیار بزرگ جداً خودداری کنید چرا که شتاب اتومبیل را کاهش داده ، ترمزگیری ضعیف شده و قابلیت هدایت اتومبیل مشکل خواهد شد .

منابع : 
مجله ماشین/ شماره پیاپی 263 / آذرماه 1383 /شماره3
برگردان ونوشته : مهندس کیوان بنی هاشمی