آموزش تعمير خودرو
قسمت اول
آشنايي با ابزار و وسايل کار در رشته مکانیک خودرو:
اتومبيل ، وسيله اي است که امروزه زندگي بدون آن غيرممکن شده است. اتومبيلها معمولاً داراي قسمتهاي پيچيده اي مي باشد که در قديم بدين شکل نبوده است.
در واقع صنعت اتومبيل سازي از زماني آغاز شد که موتورهاي احتراقي، طراحي و ساخته شد. در ابتدا موتورهايي ساخته شد که به آنها موتورهاي برونسوز مي گفتند که در اين موتورها سوخت در خارج از محفظه سيلندر مي سوخت، با اختراع اين موتورها صنايعي مثل کشتي سازي راه اندازي شد.
نمونه اي از اين موتورها، مثل موتور بخار که توسط جيمز وات طراحي و ساخته شد و بخاطر اينکه اين موتور مشکلاتي را دارا بود نمي توانستند از آن در صنايع اتومبيل سازي استفاده کنند.
از جمله مشکلاتي که اين موتور دارا بود، اول وزن زياد موتور و دوم جاي زيادي را اشغال مي کرد.
يک مخترع آلماني بنام «اتو» بعد از مدتها موتور چهار زمانه احتراق داخلي را طراحي کرد و آن را ساخت که با ساخت آن در واقع صنعت اتومبيل سازي راه اندازي شد.
بعدها يک مخترع آلماني بنام کالبنز اولين اتومبيل را طراحي و ساخت که با اين کار صنعت اتومبيل سازي پايه ريزي شد و شروع به کار کرد.
بعدها در کشورهاي فرانسه، آمريکا شروع به ساخت اتومبيل کردند. آخرين کشور که به رده ماشين سازان پيوسته است،کشور ژاپن مي باشد.
يک اتومبيلي که ما امروزه از آن استفاده مي کنيم از قسمتهاي مختلفي تشکيل شده است و براي اينکه حرکت بکند احتياج به نيرو دارد نيرويي که براي حرکت اتومبيل ايجاد مي شود توسط موتور يا مولد قدرت است که نيروي لازم را براي حرکت اتومبيل ايجاد مي کند. موتور، داراي يکسري قطعات است که با يکسري هماهنگي با هم کار مي کنند.
جداي از موتور،يک سري سيستم هاي است که روي موتور کار مي کند، مثل سيستم سوخت رساني، سيستم جرقه، سيستم روغن کاري ، خنک کاري، که همگي اين موارد کارشان در رابطه با موتور است.
نيرويي که يک موتور ايجاد مي کند، توسط يک سيستمي بنام سيستم انتقال قدرت بر چرخها منتقل مي شود که اتومبيل بتواند حرکت کند سيستم انتقال قدرت از قسمتهايي تشکيل شده است، مثل کلاچ، جعبه دنده يا گيربکس، ميل گاردان، ديفرانسيل ، پولوسا و .... مي باشد.
قسمتهاي بعدي ، قسمت الکتريکي مي باشد که تشکيل برق اتومبيل را مي دهند.
قسمت ديگر، قسمت هدايت اتومبيل هست، که شامل سيستم فرمان مي شود و ترمزها.
قسمت ديگر شامل سيستم تعليق و فنربندي است که آنها هم در اتومبيل هاي مختلف ، فرق مي کند.
در صنعت تعمير اتومبيل يکسري ابزار و آلاتي وجود دارد که مي بايست با آنها آشنا بشويم.
يکسري ابزار وجود دارد که در تمامي صنعت ها و رشته ها از آنها استفاده مي شود، مثل خانواده انبردستها، چکش، خط کش ، آچارها، که براي باز و بسته کردن پيچ و مهره از آن استفاده مي شود.
قيچي هاي ورق بر که بريدن ورقه ها استفاده مي شود. انبرکلاغي، آچار فيلتر بازکن، سيم بر، رينگ درآر، آچار شمع، فيلد، ترک متر، رينگ جمع کن، گوشي صدا ياب ميکرومتر.
قسمت دوم
اندازه گيري با ابزار دقيق:
يکي از ابزارهاي دقيق در اندازه گيري کوليس است، کوليس ابزاري است که ما مي توانيم اندازه تا 1 ميليمتر را با آن اندازه گيري کنيم. کوليس تشکيل شده است از يک خط کش اصلي که روي آن تقسيم بندي انجام شده که مي توانند به صورت ميليمتري يا اينچ باشد. دوم، فک ثابت کوليس مي باشد، سوم، فک متحرک کوليس، چهارم، شاخکهاي داخل سنج است، پنجم، شاخک عمق سنج است، ششم يکسري اندازه گيري روي فک متحرک کوليس است که به آن ورنيه مي گويند.
اولين تفاوت کوليس ها در طول خط کش آنها مي باشد، دومين تفاوت در دقت اندازه گيري آنها مي باشد که با هم فرق مي کند و از نظر دقت اندازه گيري به سه دسته تقسيم مي شوند:
1 – کوليس 1/0 2 – کوليس 05/0 3 – کوليس 02/0
* کوليس 02/0 دقتش از بقيه بيشتر مي باشد.
در مطالب گذشته گفتيم که روي فک متحرک کوليس اندازه گيري وجود دارد که به آن ورنيه گفته مي شود، زمانيکه ما فک ثابت و متحرک کوليس را کاملاً جمع مي کنيم، .... ورنيه کوليس کاملاً مقابل صفر خط کش کوليس قرار مي گيرد.
کوليس 1/0
درتقسيم بندي ورنيه به اين شکل است که 9 ميليمتر از تقسيمات خط کش را به ده قسمت مساوي روي ورنيه تقسيم بندي کرده است. در نتيجه فاصله هر يک از تقسيمات ورنيه، 9/0 ميليمتر مي شود و اختلافات اندازه اولين تقسيم ورنيه با خط کش 1/0 ميليمتر مي شود.
در برخي از کوليس هاي 1/0 براي اينکه خواندن آنها راحتتر باشد، بدين صورت عمل مي کند که 19 قسمت از تقسيمات خط کش را به ده قسمت مساوي روي ورنيه تقسيم بندي مي کنند در اين حالت فاصله هر دو خط، خط کش با يک خط ورنيه 1/0 ميليمتر اختلاف پيدا مي کنند.
کوليس 05/0
تقسيم بندي ورنيه بدين شکل است که 10 ميلمتر از تقسيمات خط کش به 20 قسمت مساوي روي، ورنيه تقسيم بندي مي شود، در نتيجه فاصله هر يک از تقسيمات ورينه 95/0 ميليمتر ميشود و اختلاف اندازه اولين خط، خط کش با اولين خط ورنيه مي شود 05/0 ميليمتر که به آن کوليس 05/0 مي گويند.
حال براي اينکه خواندن اين کوليس راحتتر باشد، 39 قسمت از تقسيمات خط کش را به 20 قسمت مساوي روي ورنيه تقسيم بندي مي کنند، در نتيجه باز هم فاصله هر دو تقسيم از تقسيم خط کش با يک تقسيم ورنيه، اختلافشان برابر 05/0 ميليمتر مي شود.
کوليس 02/0
تقسيم بندي ورنيه بدين شکل است که هر 49 قسمت از تقسيمات خط کش به 50 قسمت مساوي روي ورنيه تقسيم بندي شده است. در نتيجه فاصله هر يک از تقسيمات روي ورنيه مي شود 98/0 ميليمتر و اختلااف اندازه اولين خط ورنيه با اولين خط، خط کش مي شود 02/0 ميليمتر که به آن کوليس 02/0 مي گويند.
طرز خواندن کوليس:
فرض کنيم که ما قطعه اي را با کوليس اندازه گرفتيم، در اين زمان فک هاي ثابت و متحرک از هم باز مي شود، و اين بازشدن به اندازه قطعه مي باشد و تقسيم بندي و در نيمه روي خط کش حرکت مي کند و در محلي قرار مي گيرد.
اندازه اي که گرفته مي شود از دو بخش تشکيل مي شود، يک بخش اندازه اصلي است و دوم مقدار ريزتر آن اندازه است و وقتي ما اين دو اندازه را با هم جمع کنيم مقدار اصلي قطعه ما بدست مي آيد.
براي خواندن اندازه ما به صفر ورنيه توجه مي کنيم، اولين عدد در سمت چپ عضو ورنيه قرار بگيرد مي شود اندازه اصلي قطعه ما. براي خواندن خورده آن براي اينکه بفهميم که چقدر از دو ميليمتر بيشتر در قسمت سمت راست صفر ورنيه توجه مي کنيم که کدام ادازه ورنيه با اندازه خط کش درست مقابل هم قرار گرفته اند، مثلاً اگر شماره چهار باشد آن را ضربدر دقت کوليس مي کنيم يعني از 1/0 که مي شود و 4/0 با عدد اصلي باشد جمع مي کنيم درنتيجه اندازه کلي 4/2 ميليمتر مي شود.
ميکرومتر:
يکي ديگر از ابزارهاي دقيق ميکرومتر مي باشد، که درانواع مختلف ساخته مي شود، به اين شکل که ما ميکرومتر خارج سنج داريم که مي تواند سطح خارجي اجسام را اندازه بگيرد و ميکرومتر داخل منبع که سطح داخلي اجسام را ندازه گيري مي کند.
ميکرومتر نيز از بخشهاي مختلفي تشکيل شده است ، که عبارتند از :
فک ثابت ميکرومتر – فک متحرک ميکرومتر- استوانه مدرج و يا همان خط کش ميکرومتر، پوسته مدرج يا ورنيه ميکرومتر کماني که براي گرفتن ميکرومتر از آن استفاده مي شود. در قسمت انتهايي ميکرومتر يک جغجغه است و اهرمي که در موقع اندازه گيري، قفل مي شود.
طرز کار با ميکرومتر:
در ميکرومتر هم مانند کوليس اندازه مي تواند اينچ يا ميليمتر باشد، اندازه طول خط کش ميکرومتر به صورت 25 ميليمتر، 25 ميليمتر مي باشد، يعني اينکه ما يک نوع ميکرومتر داريم که از مقدار صفر تا 25 ميليمتر را اندازه مي گيرد و باز ميکرومتري داريم که از 25 تا 50 ميلمتر را اندازه مي گيرد و به بالا
· طرز خواندن ميکرومتر:
اگر به خط کش ميکرومتر توجه شود ديده مي شود که داراي يک خط افقي است، يکسري تقسيم بندي بالاي خط افق است ، و يکسري زير خط افق است.
تقسيم بندي که بالاي خط افق است فاصله بين آنها يک ميليمتر است، و تقسيم بندي که زير خط افق است فاصله بين آنها نيم ميليمتر مي باشد.
استوانه مدرج وجود دارد که روي خط کش اصلي ما حرکت مي کند، معمولاً ميکرومترها با دقت 01/0 ميليمتري ساخته مي شوند. اگر دقت کنيم، مي بينيم که روي ورنيه از صفر تا 50 قسمت مساوي تقسيم بندي شده است.
حال فرض مي کنيم قطعه اي را اندازه گيري کرديم و مي خواهيم اندازه آن را بخوانيم، براي خواندن ميکرومتر بدين صورت عمل مي کنيم که به آخرين خط، خط کش که از زير ورنيه مشخص است، دقت مي کنيم.
اين اندازه اندازه اصلي ما است. براي بدست آوردن مقدار خورده آن، توجه مي کنيم که کدام خط ورنيه رو به روي خط ، خط کش به صورت کامل قرار گرفته است.
نکته:
· در حين استفاده از ميکرومتر به نکاتي مي بايست توجه کرد:
در زمان خواندن ميکرومتر مي بايست درست مقابل چشمان قرار بدهيم.
در زمانيکه ما قطعه اي را در بين دو فک متحرک و ثابت قرار مي دهيم، و اندازه مي گيريم بوسيله دست استوانه مدرج را مي چرخانيم تا با قطعه کار، تماس پيدا بکند، و وقتي تماس پيدا کرد، بقيه کار را با جغجغه انجام مي دهيم.
قسمت سوم
آشنايي با اصول کارکرد موتورهاي احتراقي داخلي :
موتور چهارزمانه
ریشه لغوی
این عبارت ترجمه عبارت انگلیسی Four-cycle-Engiue است و به موتورهایی اتلاق میشود که کار خود را در چهار کورس پیستون انجام میدهند. (حرکت پیستون از بالاترین مکان خود در سیلندر تا پایینترین جای خود در سیلندر را یک کورس پیستون میگویند). در بیان فنی این موتورها را موتورهای با چرخه چهار مرحلهای میگویند که معادل عبارت Four-Stroke-cycle-Engiue است.
دید کلی:
بطور کلی موتورهای احتراق داخلی بر مبنای دفعات توان در هر دور چرخش موتور به دو دسته کلی موتورهای دو زمانه و موتورهای چهار زمانه تقسیم میشوند. موتورهای دوزمانه از لحاظ ساختاری سادهترند لیکن موتوهای چهارزمانه کارایی بیشتری دارند.
تاریخچه
اولین قدم مهم برای توسعه موتورهای چهارزمانه در اواسط قرن نوزدهم میلادی انجام گرفت. در این زمان یک مهندس فرانسوی به نام «بودور شا» چهار اصل اساسی را برای کار کردن موتورهای احتراقی ارائه کرد. که در واقع توسعه این اصول و بکارگیری آنها باعث ساخته شدن موتورهای چهارزمانه گردید. این اصول به قرار زیرند:
- اتاقک احتراق باید کوچکترین نسبت سطح به حجم ممکن را داشته باشد.
- فرآیند انبساط باید تا حد ممکن سریع انجام شود.
- تراکم در ابتدای مرحله انبساط باید تا حد امکان زیاد باشد.
- کورس انبساط میبایست تا حد امکان زیاد باشد.
پس از تلاشهای فراوانی که برای محقق کردن این اصول در ساخت موتورها انجام گرفت در سال 1876 یک مهندس آلمانی به نام «ان.ای.اتو» توانست موتوری را به ثبت برساند که همان چرخه چهارزمانه را به کار میبست. این چهار عمل عبارتند از :
- مرحله مکش
- مرحله تراکم
- مرحله توان
- مرحله تخلیه
که در اکثر موتورهای امروزی بکار میروند.
انواع موتورهای چهار زمانه
موتورهای چهار زمانه به دو دسته کلی تقسیم میشوند که عبارتند از :
- موتورهای اشتعال جرقهای :
در این موتورها برای مشتعل ساختن سوخت از یک جرقه استفاده میشود.
- موتورهای دیزل :
در این موتورها برای مشتعل ساختن سوخت از حرارت ایجاد شده در محفظه سیلندر و اتاقک احتراق استفاده میشود (این حرارت بالا به علت فشردگی زیاد سیال ایجاد میشود).
تفاوت موتورهای اشتعال جرقهای و موتورهای دیزل در این است که در موتورهای اشتعال جرقهای در مرحله مکش مخلوط هوا سوخت (که اغلب بنزین یا گاز طبیعی است) وارد سیلندر میشود و پس از آنکه در مرحله تراکم این مخلوط در اتاقک احتراق فشرده شد در یک زمان مناسب (زمان بندی اشتعال )عمل انفجار مخلوط مذکور بوسیله یک جرقه انجام میگیرد.
در حالیکه در موتورهای دیزل در مرحله مکش هوای خالی به داخل محفظه سیلندر مکیده میشود و در مرحله تراکم نیز فقط هوای خالی در اتاقک انفجار فشرده میشود لیکن میزان فشردگی در موتورهای دیزل بیشتر از موتورهای اشتعال جرقهای است. این فشردگی بالا باعث ایجاد حراست زیادی میگردد که به محض ورود سوخت در مرحله توان باعث احتراق آن میگردد.
ساختمان موتور چهارزمانه
موتورهای چهارزمانه خود گروهی از موتورهای احتراق داخلی هستند. موتورهای احتراق داخلی برای کار کردن به یک سری قطعات و سیستمها نیازمندند. نظیر سیستم سوخت رسانی ، بدنه موتور ، سیستم سوپاپها ، سیستم خنک کننده و ... لیکن موتورهای چهارزمانه دارای مکانسیمهایی میباشند که انجام چهار مرحله مکش ، تراکم ، توان و تخلیه را به صورت مجزا ممکن میسازد (در موتورهای دوزمانه مراحل مکش و توان و تخلیه و تراکم با هم انجام میشوند) این مکانسیمها عبارتند از:
سیستم سوخت رسانی و تنظیم سوخت
- سیستم سوپاپها:که عمل ورود و خروج گازها را بطور دقیق کنترل می کند
- مانیفولد هوا و مانیفولد دود
- سیستم زمان بندی اشتعال
طرز کار
طرز کار هر دو نوع موتورهای چهارزمانه یعنی موتورهای اشتعال جرقهای و موتورهای دیزل تا حد زیادی شبیه به هم است. لیکن در مواردی نیز با یکدیگر تفاوت دارد در ذیل اصول کلی کار موتورهای چهارزمانه را ذکر میکنیم.
- مرحله اول (مرحله مکش) :
در این مرحله سوپاپ ورودی هوا همزمان با حرکت رو به پایین پیستون درون سیلندر باز میشود. با این عمل مخلوط هوا و سوخت (در موتورهای اشتعال جرقهای) و هوای خالی (در موتورهای دیزل) وارد محفظه سیلندر شده و آنجا را پر میکند.
- مرحله دوم (مرحله تراکم) :
این مرحله از لحظهای شروع میشود که پیستون از پایینترین نقطه مکانی خود شروع میکند به حرکت رو به بالا. در این مرحله هر دو سوپاپ هوا و دود بستهاند. پیستون سیال موجود در محفظه سیلندر را در داخل اتاقک احتراق واقع در سه سیلندر فشرده میکند.
- مرحله سوم (مرحله توان) :
در این مرحله سیال موجود در اتاقک احتراق منفجر میگردد (در موتورهای اشتعال جرقهای اینکار بوسیله یک جرقه الکتریکی و در موتورهای دیزل بواسطه تزریق سوخت انجام میشود) در این مرحله نیز سوپاپها بستهاند. انرژی آزاد شده از سوختن مواد فسیلی باعث ایجاد نیروی فشارندگی پیستون میگردد که باعث پایین رفتن پیستون میشود.
- مرحله چهارم (مرحله تخلیه) :
در این مرحله گازهای ناشی از سوختن سیال تمام محفظه سیلندر را پر کردهاند در این مرحله سوپاپ دود باز میشود تا گازهای داغ ناشی از احتراق را از طریق مانیفولد دود از موتور خارج کند. حرکت رو به بالای سیلندر نیز به عمل تخلیه گازها کمک میکند.
پس از طی شدن این چهار مرحله که در دو دور چرخش میل لنگ انجام شده است. یک چرخه موتور چهار زمانه انجام شده است. و برای ادامه یافتن تولید توان این چرخه دوباره به ترتیب فوق و از مرحله اول از سر گرفته میشود. لازم به ذکر است که اکثر موتورهای امروزی بیش از یک سیلندر دارند که درکنار یکدیگر قرار گرفتهاند. لیکن این مراحل در همه آنها بصورت همزمان اتفاق نمیافتد. مثلا هیچ وقت ممکن نیست که در دو سیلندر عمل انفجار صورت گیرد. این امر به خاطر شکل بخصوص میل لنگ و نیز .... کار کردن موتور است.
کاربرد
موتورهای چهارزمانه امروزه پرکاربردترین موتورهای احتراقی هستند که در طیف وسیعی از خودروها به کار میروند. و علت آن نیز شتاب بالای این موتورها و نیز کارآیی و انعطاف پذیری زیاد این موتورهاست.
قطعات موتور عبارتند از :
سرسيلندر، سيلندر، پيستون، شاتون، ميل لنگ، سوپاپها، فنرهاي برگرداننده، تايپيتها، براي تشريح اين اصول نياز به تعاريف پايه اي داريم، تا با آنها آشنا بشويم مثل :
نقاط مرگ بالا و نقاط مرگ پائين.
به بالاترين نقطه قرارگيري پيستون در داخل سيلندر نقطه مرگ بالا گفته مي شود و به پائين ترين نقطه قرارگيري پيستون در داخل سيلندر نقطه مرگ پائين گفته مي شود.
· کورس پيستون :
به فاصله طي شده بين مرگ بالا و مرگ پائين ، کورس پيستون گفته مي شود.
· حجم مفيد سيلندر:
وقتي پيستون از نقطه مرگ بالا به طرف نقطه مرگ پائين حرکت خودش را انجام مي دهد، در فضاي بالاي سيلندر حجمي ايجاد مي شود که به حجم مفيد سيلندر معروف است.
· حجم اطاق احتراق:
وقتي پيستون در بالاي مرگ بالا قرار مي گيرد به فضاي بالاي پيستون مي گويند.
اصول کارکرد يک موتور چهار زمانه بنزيني:
چهار زمان کار موتور به ترتيب عبارت است از :
زمان اول : مکش – زمان دوم : تراکم – زمان سوم : احتراق – زمان چهارم : تهويه
- زمان اول : در زمان اول با گردشي که ميل لنگ انجم مي دهد و انتقال اين حرکت توسط شاتون به پيستون و پيستون به طرف مرگ پائين حرکت مي کند و با توجه به اين حرکت در بالاي خود يک حجمي را ايجاد مي کند که اين حجم ايجاد شده و خلاء حاصله و همينطور زمانبندي که براي سوپاپها در نظر گرفته شده، سوپاپ هوا باز مي شود و با باز شدن سوپاپ هوا، خلا حاصله در نتيجه پائين رفتن پيستون، توسط مخلوط سوخت و هوايي که کاربراتور انجم داده، به فضاي بالاي پيستون راه پيدا مي کند و مرحله مکش انجام مي گيرد.
- زمان دوم : با ادامه حرکت ميل لنگ و گردش به سمت بالا، پيستون هم به سمت بالا حرکت داده مي شود و هم زمان با اين عمل سوپاپ ورودي که در مرحله مکش باز شده بود، حالا بستر مي شود و با بالارفتن پيستون، سوخت و هواي مکيده شده در مرحله مکش مورد تراکم قرار مي گيرد و در فضاي اطاق احتراق متراکم مي شود.
- زمان سوم : با رسيدن پيستون به نقطه مرگ بالا، جرقه زني شمع انجام مي گيرد و باعث مي شود که مخلوط سوخت و هواي فشرده شده محترق بشود و به سطح پيستون فشار بياورد و پيستون را به سمت پائين حرکت بدهد، حرکت به پيستون به سمت پائين در واقع با ايجاد کار همراه است که اين عمل تا رسيدن پيستون به سمت مرگ پائين ادامه دارد.
- زمان چهارم: با ادامه حرکت پيستون به سمت بالا و در نتيجه حرکت ميل لنگ، دودهاي حاصل از احتراق در مرحله قبل بايستي از موتور خارج بشود که اين عمل با، بازشدن سوپاپ خروجي که سوپاپ دود است و بالا رفتن پيستون و فشار بر گازهاي حاصله انجام مي گيرد و دودهاي حاصل از احتراق از مسير خروجي اگزوز خارج مي شود
تفاوت ميان موتور بنزيني و چهار زمانه ديزل :
در موتورهاي چهار زمانه بنزيني به اين ترتيب در زمان مکش مخلوط ورود سوخت را به هوا داريم که با بازشدن سوپاپ هوا، مخلوط سوخت هوا از طريق ماينفول ورودي و سوپاپ ورودي وارد مي شود در حاليکه در موتورهاي ديزل در زمان مکش، فقط هواي خالي مکيده مي شود و سوخت در زماني به هوا اضافه مي شود که در بالاترين نقطه حرکتي براي پيستون و مرحله تراکم داريم که با زمان بندي که براي پمپهاي در نظر گرفته شده، ما داريم به هواي متراکم شده در داخل سيلندر و حرارتي که از اين جهت در اثر فشردگي افزايش پيدا کرده به اين سوخت اضافه مي شود و گرماي حاصل از تراکم اين احتراق صورت مي گيرد و نيرو ايجاد مي شود.
موتور دو زمانه :
چهار زمان کار موتور همانطور که ديديم در موتور چهارزمانه در دو دور ميل لنگ انجام شد ولي اين چهار زمان در يک موتور دو زمانه در يک دور ميل لنگ بوجود مي آيد و بجاي اينکه ما در يک موتور دو زمانه سوپاپ داشته باشيم، مسيرهاي ورودي و خروجي گازها، توسط پيستون باز و بسته مي شود.
اشکالاتي که باعث مي شود تا موتورهاي دو زمانه کمتر مورد استفاده قرار گيرند، عبارتند از:
1 – مصرف زياد سوخت ( نسبت به قدرت توليدي)
2 – سوزاندن روغن و دودکردن موتور
3 – آلوده کردن هوا
نسبت تراکم :
نسبت تراکم فاکتور مناسبي است در طراحي موتورها که در واقع تعريفي که مي توانيم براي اين موضوع داشته باشيم، نسبت حجم حداکثر که در واقع حجمي که در بالاي سطح پيستون در زمانيکه پيستون در نقطه مرگ پائين قرار گرفته به نسبت حجم حداقل که در واقع حجم محفظه احتراق است، نسبت تراکم، مجموعه اي است از نسبت حجم حداکثر به حجم حداقل.
قسمت چهارم
· طريقه تفکيک و بررسي قطعات تشکيل دهنده موتور:
قطعات مختلفي روي موتور وجود دارد که يک به يک مي بايست تفکيک شود و علاوه بر اين موتور روي شاسي اتومبيل قرار دارد و براي اينکه موتور از روي شاسي جدا بشود و روي استن قرار بگيرد. براي اين کار مي بايست يکسري عمليات انجام شود که شامل جدا کردن اتصالاتي از شاسي به موتور و يا تخليه بعضي از مايعات از آنهاست.
براي شروع کار مي بايست توجه داست که در ابتدا برق اتومبيل را قطع بکنيم، که براي اين عمل ابتدا بست منفي باطري را جدا بکنيم بعد از قطع برق مي بايست مايعات داخل، خارجي شود، مايعات شامل، مايعات خنک کننده که آب موتور است که از قسمت زير رادياتور پيچي وجود دارد که به آن پيچ تخليه گفته مي شود، سپس مايع روغن کاري بايد تخليه بشود.
سپس تمامي قسمتهايي که از شاسي به موتور و از موتور به شاسي متصل است را جدا بکنيم، ابتداً اگزوز که مربوط به دود است را جدا مي کنيم، سپس شلنگهاي رابط بين رادياتور و موتور، لوله هاي رابط بنزين که از شاسي به کاربراتور وصل است.
· در زمان بازکردن مي بايست دقت کنيم که دماي قطعات با محيط يکي باشد، در غيراين صورت باعث بروز اشکالاتي در قطعات خواهد شد، مانند تاب برداشتن قطعات و يا پيچيدگي قطعات که به طور کلي قطعه ديگر غيرقابل استفاده مي شود.
· هر قطعه که بوسيله چند پيچ به يکديگر متصل باشد، بايد پيچها به صورت هماهنگ (حلزوني و يا ضربدر) باز شود.
· واشرها يکبار مصرف هستند و اگر در مرتبه دوم از آنها استفاده بشود عمل آب بندي را به خوبي انجام نمي دهد و باعث روغن ريزي و يا صحيح کار نکردن موتور مي شود.
· در صورت تاب داشتن و يا فرورفتگي در مانيفوله هوا باعث مي شود موتور صحيح کار نکند و يا باعث کار نکردن يکي از سيلندرها شود.
· در سر سيلندر از قسمتهاي مختلف تشکيل شده است، روي سرسيلندر مجموعه اي وجود دارد که به آن ازبکها گفته مي شود
قسمت پنجم
تفکيک و بررسي قطعات: سيلندر موتور
ریشه لغوی
کلمه سیلندر (Cylinder) یک کلمه انگلیسی است که به شکل دست نخورده در زبان فارسی استعمال میشود. معنای اصلی سیلندر «استوانه» میباشد.
دید کلی
سیلندر موتور به قسمت استوانهای شکل موتور گفته میشود که قطعات دیگر نظیر پیستون درون آن قرار گرفته و بالا و پایین میروند. شکل کلی سلندرها یک استوانهای است که از هر دو طرف باز است. به عنوان مثال اگر قسمت تحتانی یک لیوان را از جایی ببریم که قطر آن با قطر دهانه لیوان یکسان باشد یک سیلندر ساختهایم. سیلندر موتور در تمامی موتورهای احتراق داخلی (خواه چهارزمانه باشد خواه دوزمانه) وجود دارد.
لیکن شکل آن متناسب با نوع موتور متفاوت است. همچنین ابعاد سیلندر نیز متناسب با توان اسمی موتور و تعداد سیلندرهای آن متفاوت است. در معنای کاربردی کلمه سیلندر نه تنها به یک استوانه توخالی بلکه به بدنه اصلی موتور گفته میشود که شامل سیلندرها و نیز پوسته پوشاننده اطراف آنها مجاور عبور آب برای خنک کاری سیلندر و نیز مجاری روغن گفته میشود. سیلندر قسمت اصلی یک موتور است و سایر قسمتهای موتور به آن وصل میشوند.
تاریخچه
اصولا هر موتور احتراقی برای تبدیل انرژی سوخت به انرژی مکانیکی حداقل به یک سیلندر نیاز دارد (اعم از موتورهای احتراق داخلی یا موتورهای احتراق خارجی) حتی قبل از سال 1700 میلادی موتورهایی ساخته شده بودند که دارای سیلندر بودند. لیکن اولین کاربرد واقعی و عملی سیلندر با اختراع اولین موتور بخار توسط جیمز وات در سال 1769 اتفاق افتاد. وی یک موتور بخار ساخته بود که از یک سیلندر و یک پیستون و یک چرخ طیار تشکیل شده بود. از آن تاریخ تا به امروز هر موتور احتراقی که ساخته شده است. در ساختمان خود قسمت سیلندر را داشته است. لیکن شکل ، اندازه ، نحوه قرارگیری و آرایش سیلندرها و تعداد آنها در بلوک سیلندر با توجه به قدرت مورد نیاز و اندازه موتور متفاوت بوده است.
تقسیمات و انواع سیلندر
همانطور که ذکر شد سیلندرها دارای طیف وسیعی از اندازه و تعداد میباشند. لیکن تقسیمبندی سیلندرها را میتوان بر اساس نحوه ساخت و ریخت داخلی آنها انجام داد. چرا که هر گروه از سیلندرها در ابعاد و تعداد مختلف ساخته میشوند. بدنه موتورها یا همان بلوک سیلندر معمولا به شکل ریختهگری و از جنس چدن یا آلیاژ آلومینیم میسازند. در حین ساخت این قطعه ریختهگری مجاری عبور آب را نیز در درون آن تعبیه میکنند. پس از تولید بدنه مجاری عبور روغن از طریق سوراخکاری در بدنه بلوک سیلندر ایجاد میشوند. البته ممکن است این مجاری نیز در مرحله ریختهگری تعبیه شوند. برای سیلندرهایی که پیستون درون آنها حرکت میکند میتوان یکی از ساختارهای زیر را بکار برد.
- بلوک یکجا :
در موتور اکثر وسایل نقلیه از آرایش بلوک یکجا استفاده میشود. که در آن سیلندرها مستقیما در بدنه بلوک سیلندر ریختهگری میشوند.
- بلوک سیلندر :
به مجموعه سیلندرهای کنار یکدیگر و مجاری آب و روغن اطراف آنها اتلاق میگردد.
- بوش خشک :
در این بلوک سیلندر دیواره داخلی سیلندر را از یک استوانه قابل تعویض میسازند که اصطلاحا به این استوانه قابل تعویض بوش میگویند. کلمه خشک را نیز به این دلیل به کار میبرند که آب خننک کننده موتور مستقیما با دیواره این بوش در تماس نیست.
- بوش تر :
در این بلوک سیلندر دیواره داخلی سیلندر را یک بوش تشکیل میدهد لیکن این بوش بصورت مستقیم با آب سیستم خنک کاری موتور در تماس است و با آن از طریق مستقیم تبادل حرارتی انجام میدهد.
ساختار
سیلندرها استوانههای توخالی هستند که محل بالا و پایین رفتن پیستون میباشند. لیکن چگونگی و کیفیت سطح داخلی سیلندرها که در تماس با پیستون است بسیار مهم است. دیوارههای چدنی یا آلو مینیمی سیلندرها به منظور فراهم آوردن یک سطح صاف برای حرکت پیستونها باید صیقل زده شود. صیقلی بودن سطح داخلی سیلندرها به خاطر کم کردن اصطکاک میان پیستون و جداره سیلندر است. البته بدیهی است که اصطکاک باعث تولید حرارت اضافی و هدر رفتن انرژی میشود که میبایست تا حدامکان از آن جلوگیری کرد.
برای این منظور از روغن نیز استفاده میشود. سیلندرها و بوشها دارای سطح پرداخت شدهای (صیقل خورده) میباشند که دارای هاشورهای (شیارهای) بسیار کوچکی است که به شکل متقاطع و در حین حرکت بالا و پایین سنگ سمباده در درون سیلندر ایجاد شده است. این هاشورهای متقاطع از گیر کردن رینگهای پیستون جلوگیری کرده و در ضمن سطحی را برای نگهداری روغن روانساز فراهم میآورند.
کاربردها
همانگونه که گفته شد، سیلندر موتور جزیره لاینفک موتورهای احتراقی میباشد. چنانچه ساختار سیلندر به شکل امروزی مورد استفاده ، وجود نداشت. استفاده از موتورهای احتراقی تولید کننده توان ، عملا غیر ممکن بود
در صورت عدم آب بندي سوپاپ بايست خود باعث ضعيف کار کردن و يا کارنکردن آن سيلندر مي شود.
سرسيلندرها از جنس آلومينيوم و يا چدن هستند که امروزه از آلومينيوم استفاده مي شود چون تبادل حرارتي بيشتري دارند در سرسيلندرها سوپاپ هوا از سوپاپ دود بزرگتر است بدليل بالا بردن راندمان حجمي موتور است.
يکي از عوامل روغن سوزي موتور خوردگي ساق سوپاپ و يا دو پهني گايد سوپاپ است که باعث نفوذ روغن از قسمت بالا به محفظه سيلندر مي شود.
براي اينکه راندمان حجمي بالا برود از تعداد زيادي سوپاپ استفاده مي شود.
عيوب سر سيلندر:
قسمتهاي شامل گيت سوپاپ در اثر کار در آن دو پهني ايجاد مي شود و بايد تعويض و يا تعمير بشود.
قسمت ديگر: ليست که در اثر ضرباتي به آن وارد مي کند، در آن خوردگي ايجاد مي شود و يا از بين مي رود و از حالت آب بندي سوپاپ خارج مي شود.
· در سر سيلندر ممکن خوردگي ايجاد بشود، و مجراهاي آب آن بهم راه پيدا کند و يا به محفظه احتراق وارد بشود،
· در سر سيلندر منافذي وجود دارد که براي نفوذ روغن است. گاهي اتفاق مي افتد که منافذ عبور آب به منافذ عبور روغن راه پيدا مي کند، که باعث مي شود که اصطلاحاً آب روغن قاطي مي شود. براي جلوگيري هيچ راهي وجود ندارد جز تعويض سرسيلندر
· عيب ديگر که ناشي از عدم توجه در هنگام باز کردن آن است، تاب برداشتن است و براي مشخص کردن مي بايست از يک خط کش فلزي استفاده کنيم.
· عيب ديگر: پيچيدگي در سر سيلندر است که تا حدودي قابل تعميراست در صورتيکه بيشتر از اندازه مجاز باشد قابل تعمير نيست مثلاً از حدود20/0 ميليمتر بيشتر باشد قابل تعمير نخواهد بود.
عيب ديگر : مربوط به فنر سوپاپ در سرسيلندر است، مي بايست فنرهاي سوپاپ هوا و دود را در کنار هم قرار دهيم و مي بايست همگي يک انازه باشند. در صورت کوتاه بودن آن فنري که کوتاه بود قابل تعمير نيست و باعث سوختن سوپاپ مي شود.
واشر سرسيلندر که بين کف سرسيلندر و سيلندر قرار گرفته است. در .... واشر سرسيلندر، سيلندر را نسبت به بيرون آب بندي مي کند، و در بار دوم نمي توان از آن استفاده کرد.
وظيفه واشر سرسيلندر:
1 – آب بندي محفظه احتراق
2 – آب بندي مجاري آب و روغن نسبت به هم هر گاه واشر دچار سوختگي شود، ديگر عمل آب بندي انجام نمي شود و سيلندرها با هم کار نمي کنند.
حال استارت گيربکس را از موتور جدا مي کنيم سپس لوله هاي رابطه موتور به شاسي را جدا مي کنيم، سپس قسمت انتقال قدرت را از مولد قدرت جدا مي کنيم. سپس قطعات جانبي را جدا مي کنيم.
مثل : آلترناتور که وظيفه جريان الکتريسته موتور را تأمين مي کند. سپس واتر پمپ که وظيفه گردش آب در موتور را برعهده دارد و يکي از قطعات سيستم خنک کاري است.
قسمت ديگر اويل پمپ است که وظيفه مکش روغن از کارتر و ارسال آن به مدار روغن کاري است.
کارترها معمولاً جنسشان از ورق ، آلومينيوم است که به صورت ريختگري انجام مي شود.
سپس اول پمپ را باز مي کنيم که وظيفه اش مکش روغن از کارتر و ارسال آن به مدار است.
سپس پيستون ها را جدا مي کنيم. خار يا تاقان ها مانع از چرخش ياتاقان ها در جاي خود مي شوند.
در هنگام جدا کردن پيستون ها مي بايست مواظب باشيم تا ضربه نخورد و جابجا قرار دادن پيستونها در سيلندرها باعث ايجاد روغن سوزي در موتور مي گردد.
پیستون
پیستون اولین قطعه موتور است که شروع به حرکت میکند و انرژی بوجود آمده از احتراق سوخت را به میل لنگ منتقل مینماید.
ریشه لغوی
پیستون شکل دست نخورده کلمه (Piston) است که از زبان انگلیسی به زبان ما وارد شده است و به یکی از قطعات موتور اطلاق میشود.
ساختمان پیستون
پیستونها به شکل یک استوانه توخالی هستند که یک سر آنها بسته و سر دیگرشان باز است که از طریق این سر و بوسیله شاتون به میل لنگ متصل میشود البته معمولا قطر پیستون در سر باز آن بیشتر است. به عنوان یک مثال اگر یک استکان را برگردانید تقریبا شکل کلی یک پیستون را خواهید دید.
طول پیستونها معمولا کمی بیشتر از قطرشان است و تا حد امکان سبک ساخته میشوند. پیستونها میبایست دارای استحکام لازم بوده و کیفیت بالایی داشته باشند در ضمن میبایست بتوانند به خوبی حرارت را هدایت کنند. هدایت حرارت در پیستون بسیار حیاتی است زیرا در غیر اینصورت پیستون بسیار داغ شده و خطر چسبیدن آن بر اثر انبساط به جداره سیلندر پیش میآید.
مواد ساختمانی
موادی که برای ساختن پیستونها بکار میروند عبارتند از چدن خاکستری ، فولاد ریخته گری ، و آلیاژ آلومینیوم. از چدن یا فولاد معمولا در ساختار پیستونهای موتورهای سنگین که به سرعت زیاد و شتاب آنی نیاز ندارند استفاده میشود. در اغلب موتورهای اتومبیلها از پیستونهایی استفاده میشود که با آلیاژ آلومینیوم ساخته شدهاند. دلیل این تفاوت اینست که مواد بکار رفته در پیستونهای اتومبیلها با وزن سبکتر خود اجازه کار در سرعتهای بیشتر و انعطاف پذیری در سرعتهای مختلف را به پیستونها میدهند.
از طرف دیگر در بعضی از موتورهای سنگین از پیستونهای آلیاژ آلومینیومی به لحاظ داشتن خواص رسانش گرمایی مناسب این ماده استفاده میشود بدین ترتیب که استفاده از آن ، کنترل بهتر حرارت محفظه احتراق را فراهم آورده و بنابراین باعث کنترل بهتر احتراق میگردد. پیستونهای چدنی در مقابل فرسودگی مقاومت بیشتری داشته شی کمتری در داخل سیلندر نسبت به پیستونهای آلومینیومی نیاز دارند (اصطلاح لقی پیستون به فاصله میان پیستون و جداره سیلندر گفته می شود). پیستونها چدنی گاهی اوقات با قلع یا یک فلز مخصوص روکش داده میشوند تا جلای صافتر و مقاومت بهتری در مقابل فرسودگی بوجود آورند.
عیب پیستونهای آلومینیومی
عیب مهم پیستونهای آلیاژ آلومینیومی اینست که دارای ضریب انبساط بالایی میباشند. این بدان معناست که لقی در این پیستون میبایست اندکی بیشتر از لقی در پیستونهای چدنی باشد، معمولا برای جلوگیری از انبساط پیستونها از روشهای مخصوصی استفاده میشود که در ذیل چهار روش رایج آنها را به اختصار میکنیم.
روش اول
در این روش مقطع بدنه پیستون را به جای آنکه به شکل دایره بسازند. به شکل بیضی عمود بر محور انگشتی پیستون و قطر کوچک آن در جهت انگشتی پیستون باشد.
روش دوم
در این روش برای کنترل کردن انبساط پیستون بر اثر حرارت یک سری شکافهای عمودی و افقی و یا فرو رفتگیهایی در بدنه پیستون ایجاد میگردد.
روش سوم
در این روش برای کنترل انبساط حرارتی پیستون از روش تقویت کردن یا دو فلزی نمودن قسمتی از پیستون که در معرض حرارت بیشتری قرار دارد، استفاده میگردد. بدین ترتیب که در داخل پیستون نواری از فولاد یا یک فلز مخصوص (که فلز غیر قابل تغییر نامیده میشود) قرار میدهند و روی آنها را با ماده اصلی یا آلیاژهای آلومینیوم پوشش میدهند. در بعضی از پیستونها مواد فولادی بصورت حلقهای در موقع ریخته گری داخل پیستون قرار میگیرند.
روش چهارم
در این روش برای جلوگیری از انتقال حرارت سر پیستون (که در مجاورت احتراق سوخت است) به بدنه پیستون ، یک سر حرارتی شامل شیاری است که در نزدیکی سر پیستون و به موازات شیارهای رینگ ایجاد میشود با این عمل تا اندازهای راهی که حرارت را از سر پیستون به بدنه آن منتقل میسازد کمتر میکنند. بنابراین بدنه زیاد گرم نمیشود و انبساط زیادی پیدا نمیکند.
قسمتهای اصلی پیستون
قسمتهای اصلی پیستون عبارتند از سر یا تاج ، شیارهای رینگ ، سطوح پیستون ، بدنه یا دامن و سوراخ انگشتی.
سر یا تاج پیستون
این قسمت سطح بالایی پیستون است معمولا دایرهای شکل است و نیروی تولید شده توسط سوخت مستقیما روی آن وارد میشود سر بعضی از پیستونها خصوصا پیستونهای موتورهای دوزمانه و موتورهای دیزلی فرمدار ساخته میشود.
شیارهای رینگ
شیارهای محل قرار گرفتن رینگها در قسمت بالای پیستون میباشند در هر پیستون معمولا 3تا 5 شیار رینگ وجود دارد. پایینترین شیارها متعلق به رینگهای روغن میباشد و همین دلیل در ته این شیار منافذی برای ورود روغن به داخل پیستون تعبیه شده است.
سطوح پیستونها
تکیه گاهها یا سطوح عبارتست از لبههایی که بین شیارهای رینگ قرار گرفتهاند بگونهای که رینگها را در شیارهای خود نگه داشته و حمایت میکنند.
بدنه یا دامن پیستون
بدنه پیستون به قسمت خارجی آن گفته میشود که در زیر شیارهای رینگ قرار دارد. پیستون توسط بدنه در حالت راست قرار میگیرد.
سوراخ انگشتی
سوراخ انگشتی محلی است که شاتون بوسیله انگشتی به پیستون متصل میگردد. اطراف دو سوراخ انگشتی پیستون (در داخل پیستون) ضخیمتر ساخته شده است تا استقامت این سوراخها افزایش یابد. هر یک از این قسمتها ، برجستگی انگشتی پیستون نامیده میشود.
طرز کار پیستون
همانگونه که ذکر شد پیستون اولین قطعه متحرک موتور است که باعث میشود تا انرژی آزاد شده از احتراق سوخت در دسترس قرار بگیرد. بدین منظور پیستون با حرکات خود ابتدا باعث ورود هوا و یا مخلوط هوا و سوخت به داخل سیلندر میشود (در هنگام حرکت به سمت پایین) ، سپس باعث فشرده شدن مخلوط مذکور میگردد و در ضمن به نحو رضایت بخشی از نشت کردن گازها جلوگیری میکند (در هنگام حرکت رو به بالا) ، پس از عمل احتراق انرژی آزاد شده توسط پیستون جذب شده و با کمک شاتون به میل لنگ منتقل میگردد. و در نهایت پیستون باعث بیرون راندن گازهای ناشی از احتراق از محفظه سیلندر میگردد.
کاربرد ویژه
از پیستون در ساختمان موتورهای احتراق خارجی و موتورهای رفت و برگشتی استفاده میشود
پيستون شامل قسمتهاي مختلفي است مثل :
1 – کف پيستون 2 – جاي ثياروينگها
3 – دامنه پيستون 4 – جاي گژنپين
رينگها قطعات آب بندي کننده بين سيلندر و پيستون هستند که مانع از نفوذ کمپرس از محفظه احتراق به کارتر و همينطور مانع از نفوذ روغن از کارتر به محفظه احتراق مي شود.
فراويل
فراويل يکي از قطعات موتور است که به ميلنگ متصل است، وظيفه آن اينست که در هنگام استارت زدن، حرکت استارت را به ميل لنگ منتقل مي کند و باعث حرکت اوليه موتور مي شود. در تر ميل لنگ، بوش يا روي بولينگ وجود دارد.
يکي ديگر از وظايف فراويل انتقال نيروي موتور به قسمت انتقال موتور است. تنها استاکي که در فرايويل ممکن است بوجود بيايد خرابي دنده هاي دور آن است.
قسمت بعدي: سيني پشت است که بايد جدا شود. در زير آن قطعه اي وجود دارد بنام کاسه نمد که از نفوذ روغن به خرج جلوگيري مي کند. اينها هم يکبار مصرف هستند و مي بايست دوباره عوض شود. اگر کاسه نمد انعطاف نداشته باشد، قابل مصرف نيست.
قسمت بعدي : جدا کردن ميل لنگ است.
انواع برشهاي سيلندر:
1 – برشهاي خشک يا تعميري.
2 – برشهاي تر يا تعويض.
* تعميرات در موتور تحت اندازه هاي خاص انجام مي شود، در سيستم ميليمتري : 25/0 ميليمتر و در سيستم اينچي 01/0 اينچ.
يکي از عيوب در سيلندر اينست که در سيلندر مجاري آب روغن وجود دارد، پس بايد مجاري نسبت به هم نبايد ارتباط داشته باشند. بين اين مجاري، ماهيچه هاي ماسه اي وجود دارد که براي تخليه آنها از پولکهايي استفاده کرده اند.
روي سيلندر معمولاً مسطح و صاف است و مسطح نبودن آن نسبت به گوشه ها باعث سوختن واشر سرسيلندر مي شود.
· ياتاقانها قطعات نرمي هستند بين ميل لنگ و بلوکه سيلندر که در هنگام کار موتور در صورت ورود ذرات خارجي مانع از خرابي ميل لنگ و پوسته موتور مي شود.
در صورت خرابي ياتاقانها يا زياد شدن خلاصي بين ميل لنگ و ياتاقانها، باعث افت فشار روغن در موتور مي شود.
تعريف اورسايز:
قطعاتي که در موتور در اثر تعمير، اندازه آن از اندازه اصلي بزرگتر مي شود، اورسايز ناميده مي شوند: مانند بوش ها
تعريف آندرسايز:
قطعاتي از موتور که در اثر تعمير ، اندازه آن از اندازه اصلي کوچکتر مي شود آندر سايز ناميده مي شود مانند: شفت ها
بخش هشتم
میل لنگ
میل لنگ دارای شکل فضایی خاصی است که با توجه به تعداد لنگهایش با یکدیگر تفاوت میکنند. سادهترین میللنگ ، میللنگ یک موتور تک سیلندر است. که دارای یک لنگ در وسط و دو تکیه گاه در طرفین است
ریشه لغوی
میل لنگ یک کلمه فارسی است و بیانگر میلهای است که از حالت ضخیم خارج شده است. معنای کاربردی میل لنگ عبارتست از یکی از قطعات موتور که باعث می شود قدرت چرخشی تولید شود.
مقدمه
برای آنکه تصوری از شکل فضایی میل لنگ داشته باشید. یک فیلتر دستی را تصور کنید. که قسمت دستگیره آن همان لنگ و طرفین آن (که در یک راستا قرار داند) تکیه گاههای میل لنگ میباشند. تعداد لنگهای میل لنگ متناسب با تعداد سیلندرهای یک موتور است. بدین شکل که پیستون قرار گرفته در داخل هر سیلندر به یکی از لنگهای میل لنگ متصل میگردد. البته این حالت در موتورهای پیستونی که سیلندرهای آنها به شکل ردیفی قرار گرفتهاند صادق است. <br><br>در موتورهای پیستونی V شکل (موتورهای خورجینی) تعداد لنگهای میل لنگ معمولا 2/1 تعداد سیلندرهای موتور است. و به هر لنگ دو پیستون متصل میگردد. هدف از استفاده از میل لنگ در موتور اینست که حرکت دورانی تولید گردد. برای مثال همان فیلتر دستی را در نظر بگیرید. در حالیکه که دستگیره فیلتر با استفاده از دست چرخانده میشود. در این حالت دستگیره یک مسیر دایرهای شکل طی میکند. در حالیکه نوک متر در سر جایش در محل ایجاد سوراخ باقی مانده است و تنها در آنجا چرخش میکند (دستگیره بر روی محیط دایره سیر میکند و نوک متر در مرکز دایره قرار دارد.). <br><br>در موتورهای پیستونی میتوان نیروی پیستون را به نیروی دست تشبیه کرد که باعث به حرکت در آوردن قسمت لنگ میشود (البته اینکار به کمک شاتون انجام میپذیرد). هر چند که حرکت پیستون به شکل رفت و برگشتی است، لیکن به علت چرخش قسمت لنگ در میان سر بزرگ شاتون این حرکت به شکل چرخشی در میآید و در نهایت ما چرخش مطلوب خوبی را از سر میل لنگ میگیریم که میتوان آنرا به نوک فیلتر تشبیه کرد.
ساختمان میل لنگ
اغلب میل لنگها از جنس فولاد با کربن متوسط یا آلیاژ فولاد در ترکیب با فلزات کروم و نیکل و به رویش آهنگری ساخته میشود. البته در تعداد معدودی از موتورهای چند سیلندره که با دورهای بالا کار میکند میل لنگ را با استفاده از روش ریخته گری میسازند که در مواد آن نسبتا مقادیر زیادی از کربن و مس را بکار میبرند. اجزای میل لنگ از محورهای اصلی ، لنگها یا محورهای اصلی لنگ ، بازوهای لنگ ، و وزنههای تعادل تشکیل شده است.
لنگها
لنگها قسمتهایی از میل لنگ میباشند که بر روی خط محور اصلی میل لنگ قرار نگرفتهاند (مثل دستگیره چتر) و انتهای بزگ شاتون به آنها متصل میگردد. تعداد لنگها در موتورهای ردیفی برابر با تعداد سیلندرهای و در موتورهای V شکل نصف تعداد سیلندرها است.
محورهای اصلی
محورهایی از میل لنگ میباشد که با خط محوری اصلی میل لنگ هم مرکز میباشند این محورها در محفظه میل لنگ درون یا تاقانونهای ثابت قرار گرفته و با اتکا به آنها میچرخند هر یاتاقان ثابت از دو نیمه یا تاقان تشکیل شده است. که نیمه بالایی آن که نیمه ثابت نامیده میشود. با بدنه موتور و در محفظه میل لنگ بصورت یکپارچه ریخته گری شده است و نیمه پایینی بوسیله دو عدد پیچ و مهره در نیمه بالایی متصل میگردد. غالبا تعداد محورهای اصلی میل لنگ در موتورهای مختلف (حتی با تعداد سیلندرهای برابر) فرق میکند.
بازوهای لنگ
قسمتهایی از میل لنگ میباشند که محورهای اصلی میل لنگ را به لنگها وصل میکنند البته بازوهای لنگ با وزنههای تعادل (که در پی خواهد آمد) بصورت یکپارچه هستند.
وزنههای تعادل
در وزنههای تعادل به منظور ایجاد تعادل در برابر نیروهای پیستون و شاتون استفاده میشود وزنههای تعادل در مقابل لنگها قرار میگیرند.
انواع میل لنگ
میل لنگها را میتوان براساس تعداد لنگهایشان یا محورهای اصلی و غیره طبقه بندی کرد اما اصولا برای میل لنگها طبقه بندی خاصی وجود ندارد و تفاوتهای آنان و به نحوه استفاده و هدف از ساخت آنها بر میگردد آنچنانکه اندازه میل لنگ ، تعداد محورهای اصلی، تعدا لنگها و طرز قرار گرفتن لنگها بر روی میل لنگ همگی به نوع ، اندازه و دور موتور ، موتور مورد نظر بستگی دارد.
سایر متعلقات
به قسمت جلو میل لنگ چرخ دندهای متصل است که معمولا چرخ دنده ، میل بادامک و یا سایر چرخ دندههای مورد لزوم را به حرکت در میآورد. در جلو این چرخ دنده یک پولی قرار میگیرد که برای به حرکت در آوردن ژنراتور (یا آلترناتور) و پمپ آب مورد استفاده قرار میگیرد. و در انتهای پشتی میل لنگ صفحهای وجود دارد که فلایویل را بوسیله پیچ بر روی آن نصب میکنند.
بستن قطعات موتور:
ميل لنگ قطعه اي است ، فولادي و داراي تعدادي لنگ مي باشند که به تعداد سيلندرها مي باشند و يکي در ميان شامل محورهاي ثابت مي باشند.
روش تهيه ميل لنگ از طريق ريختگري مي باشد و يا از طريق خشک کاري مي باشند. زمانيکه ميل لنگ ساخته شد احتياج به اين دارد که کنترل شود از لحاظ بالانس کردن، سپس در قسمتهايي که داراي بار اضافه بود را سوراخهايي ايجاد مي کنند.
عيوب ميل لنگ:
اشکالاتي که ممکن است روي ميل لنگ ايجاد شود اينست که ممکن است شامل دو پهني در اثر ضربات روي محورها ايجاد شود بنابراين براي رفع آن مي بايست آنرا تراش داد و از حالت بيضي بودن خارج شود و به صورت دايره شود.
اشکال ديگر: در اثر تعويض دير به دير فيلتر روغن است، بنابراين خراشهايي روي ميل لنگ ايجاد مي کند. اين خراشها در زمانيکه روغن توسط اول پمپ، پمپ مي شود، اول درون فيلتر مي آيد و تصيه مي شود، بعد در کانال اصلي مي رود و از کانال به ياتاقانها منشعب مي شود، حال اگر فيلتر ذرات را تصفيه نکند، روغن با ذرات خارجي ميان ميل لنگ و ياتاقان قرار مي گيرد و باعث خراش مي شود و خط برداشتن را راحت مي توان باندک ناخن احساس کرد.
هر گاه محورهاي ثابت در يک راستا نباشد و داراي قوس شوند، ميل لنگ ديگر قابل استفاده نيست.
تعريف گريب پاژ :
گريپ پاژ در اثر حرارت بوجود مي آيد، زمانيکه حرارت در بين قطعات زياد مي شود، مسبب مي شود، يک قطعه ذوب شود و به قطعه ديگر بچسبد.
در هنگام بستن قطعات موتور مي بايست قطعات عاري از هر گونه آلودگي باشد مثل چربي ها.
سپس ميل لنگ را روي ياتاقانها قرار مي دهيم به صورت آرام سپس کفه ها را روي آن قرار مي دهيم و با دست آنرا فشار مي دهيم تا جا بيافتد و پيچها را سفت مي کنيمَ، سپس بغل ياتاقانها را قرار مي دهيم، سپس پيچها را به صورت حلزوني مي بنديم .
· نکته : بايد توجه داشت يک اتومبيل هر پيچ با گشتاور معيني محکم مي شود، براي اين کار از آچار مخصوص بنام توکمتر استفاده مي کنيم.
شاتون
شاتون یک کلمه فرانسوی است (Chatom) به همان شکل در زبان فارسی نیز مورد استفاده قرار میگیرد و معنای آن عبارتست از میلهای که در موتور ارتباط میان پیستون و میل لنگ را برقرار میکند.
مقدمه
در موتورهای پیستونی ، خواه دوزمانه باشند، خواه چهارزمانه ، پیستون تنها در مرحله احتراق سوخت جهت حرکت خود انرژی دارد و در مراحل دیگر (از قبیل تنفس ، تراکم و تخلیه) میبایست به نحوی حرکت داده شود. برای تامین حرکت پیستون در زمانهای که احتراقی در سیلندر صورت نمیگیرد از میل لنگ استفاده میکنند.
البته اینکه خود میل لنگ حرکتش را از کجا میآورد، بدیهی است که حرکت میل لنگ نیز از احتراق سوخت است اما ساختمان و شکل کلی میل سنگ به گونهای است که در موتورهای چند سیلندر در هر زمان توسط یکی از پیستونها تحت فشار قرار میگیرد و همواره دارای انرژی جنبشی است که با استفاده از این انرژی پیستونها دیگر را که در مراحلی نیز از مرحله احتراق هستند، به حرکت در می آورد. در موتورهای تک سیلندر نیز برای تامین حرکت پیستون در زمانهای غیر از زمان قدرت (زمان احتراق سوخت) از یک چرخ لنگر (فلایویل) که به میل لنگ متصل است استفاده میشود.
در این حالت انرژی آزاد شده در مرحله قدرت در فلایویل ذخیره میشود و در زمانهای که انفجاری در سیلندر اتفاق نمیافتد آزاد میگردد. برای آنکه ارتباط میان میل لنگ و پیستونها برقرار گردد از شاتون یا دسته پیستون استفاده میشود. البته شاتون در حالت عکس نیز عمل میکند. بدین معنا که زمانی که سوخت متراکم شده در اتاقک احتراق منفجر میشود. انرژی ذخیره شده در آن به یکباره آزاد میشود که باعث وارد آمدن یک ضربه به پیستون میگردد. که باعث پایین راندن پیستون میشود چنانچه بخواهیم که این حرکت پیستون را به میل لنگ منتقل کنیم. میبایست از شاتون استفاده کنیم.
ساختمان شاتون
شاتون قطعهای است که پیستون را به میل لنگ متصل میکند. این قطعه تا حد امکان سبک ساخته میشود. ولی در عین حال به اندازه لازم سخت و محکم میباشد. برای تامین شرایط فوق معمولا شاتون را از جنس فولاد میسازند این استحکام برای شاتون ضروری است چرا که میبایست ضربات ناشی از احتراق ا تحمل کند (نیرویی که در زمان قدرت روی پیستون وارد میشود،) بوسیله شاتون به میل لنگ منتقل میگردد.
اجزای شاتون
شاتون دارای دو سر و یک ساقه میباشد. چنانچه مقطع عرضی ساقه شاتون را در نظر بگیریم به شکل حرف (I) در زبان انگلیسی میباشد. یعنی در میان فرو رفته و در کنارهها برجسته میباشد (اگر از روبرو به یک تیر آهن که به حالت افقی قرار گرفته است نگاه کنید، میتوانید بصورت تقریبی سطح مقطع ساقه شاتون را ببینید.).
- سرهای شاتون با یکدیگر اختلاف اندازه دارند، بدین شکل که شاتون دارای یک سر کوچک در بالا (جایی که به پیستون متصل میشود) و یک سر بزرگ در پایین (محل اتصال شاتون به میل سنگ) میباشد. سر کوچک شاتون به صورت یکپارچه است. لیکن سر بزرگ آن بصورت دو تکه ساخته میشود که با کمک پیچ و مهره به هم متصل میشوند.
- سر کوچک شاتون تشکیل یک یاتاقان را میدهد که انگشتی پیستون از داخل آن میگذرد در داخل این یاتاقان معمولا یک (بوش به آستریهای قابل تعویض گفته میشود که در سطوح داخلی در معرض سایش نصب میشوند) از جنس مس یا برنج قرار میدهند که در تماس با پین پیستون میباشد.
- سر بزرگ شاتون به شکل یک یاتاقان دو تکه است که متحرک نیز میباشد (یعنی لنگ میل لنگ در داخل این یاتاقان دارای چرخش میباشد) و لنگ میل لنگ را در بر میگیرد. نیمه بالایی این یاتاقان با ساقه شاتون به شکل یکپارچه ریخته گری میشود. و نیمه پایینی آن که کپه یاتاقان خوانده میشود بوسیله دو عدد پیچ و مهره به نیمه بالایی متصل میگردد.
- در داخل سر بزرگ شاتون نیز میبایست بوش قرار داده میشود لیکن چون خود یاتاقان شاتون دو تکه است این بوش نیز به صورت دو عدد نیم بوش در داخل نیمه بالایی و نیمه پایینی سر بزرگ شاتون جاگذاری میشوند. این بوش بین لنگ میل لنگ و انتهای بزرگ شاتون قرار میگیرد. و هدف از استفاده از آن کاهش سایش و فرسودگی بر اثر اصطکاک است.
طرز کار شاتون
همانگونه که میدانید در موتورهای پیستونی حرکت ایجاد شده در اثر سوختن ماده سوختنی به شکل بالا و پایین رفتن پیستون میباشد. لیکن ما در استفاده از قدرت موتورها به توان چرخشی نیاز داریم. جهت تبدیل حرکت رفت و برگشتی پیستون به حرکت چرخشی در موتور از شاتون و پس از آن از میل لنگ استفاده میشود.
سيستم تعليق چيست؟
امروزه راحتی سرنشينان مهم ترين هدف سازندگان خودرو است.يكی از مهم ترين عوامل راحتی
۲-فرمايپذيری و كنترل خودرو
هدف اول به واسطه جدا كردن سرنشينان از ناهمواريهای جاده فراهم ميشود. كه اين وظيفه به وسيله اجزای انعطاف پذير مانند فنر و عضو ميرا كننده (كمك فنر)انجام ميپذيرد.در واقع اكثر كار سيستم را فنرها انجام ميدهند،از كمك فنرها نيز همان طور كه اشاره شد برای ميرا كردن نوسان فنرها بعد از برخورد با ناهمواريها در جاده استفاده ميشود.به طوری كه اگر كمك فنر استفاده نشود ،اتومبيل بعد از برخورد با ناهمواريها به دفعات و با دامنه نسبتا زياد نوسان ميكند و اين برای سرنشينان ناخوشايند است.
هدف دوم نيز به وسيله جلوگيری از غلط خوردن و پرتاب شدن خودرو و حفظ تماس چرخها با جاده ميسر ميشود.اين وظيفه با استفاده از بازوهای مكانيكی كه اتصال اكسل يا چرخها به بدنه يا شاسی را ممكن ميسازد،انجام ميشود.
خواص يك سيستم تعليق كه برای ديناميك خودرو اهميت زياد دارد در رفتار حركتی و پاسخ ان به نيروها و ممنتوم های است كه از تايرها به شاسی انتقال ميابد.
در واقع سيستم تعليق يكی از اجزای واحد شاسی در هر خودرو سبك و سنگين است كه در ناحيه ای بين محور عرضی انتقال قدرت چرخها و قسمت بدنه خودرو قرار ميگيرد.
قبل از بررسی اجزای تشكيل دهنده سيستم تعليق و سازو كارهای ان بايد به خاطر داشته باشيم كه يك خودرو در حال حركت چيزی بيش از چرخش چرخهاست، به طوری كه با چرخش چرخها و حركت اتومبيل ،سيستم تعليق در هر لحظه در وضعيت تعادل ديناميكي ميباشد. يعنی به طور مداوم اتومبيل را با شرايط متغير جاده تطبيق ميدهد.
اصلی ترين اجزای سيستم تعليق عبارت است از:
۱-فنرها (spring)
2-كمك فنرها (shock absorber)
۳-ستونهای نگهدارنده(struts)
۴-تاير(tire)
اين اجزا وديگر جزييات تشكيل دهنده سيستم تعليق
۱-ثابت نگه داشتن ارتفاع خودرو در حال حركت
۲-كاهش اثرات نيروهای حاصل از ضربه
۳-حفظ مسير صحيح چرخها
۴-تحمل وزن خودرو
۵-حفظ تماس چرخها با جاده
۶-كنترل مسير حركت خودرو
نقش فنرها در سيستم تعليق:
فنرها اجزای انعطاف پذيری هستند كه وزن بدنه و چارچوب و همچنين بار اضافی انومبيل را تحمل ميكند و ارتفاع ان را در حين حركت ثابت نگه ميدارد.همچنين با نوسان كردن از انتقال ارتعاشات شديد حاصل از برخورد با موانع به بدنه و چارچوب به طور نسبی جلوگيری ميكند.
بهترين فنرها به سرعت ارتعاشات به وجود امده توسط جاده را جذب ميكنند و به ارامی به حالت نرمال برميگردند.فنرهايی كه خيلی نرم و انعطاف پذير هستند نوسانات بيشتری را برای قسمت فوقانی اتومبيل باعث ميشوند،در صورتی كه فنرهای سخت اجازه ارتعاش زياد را به اجزای اتومبيل نميدهند.در واقع فنرها اتصال انعطاف پذير بين چرخها و بدنه ايجاد ميكنند.
در ضمن برای درك بهتر سازوكار فنرها در سيستم تعليق خودرو اشنايی با در مفهوم زير ضروری به نظر ميرسد.
sprung weight:قسمتهايی از خودرو كه وزن انها به وسيله فنرها ساپورت ميشود.مثل:بدنه،گيربكس،موتور،...
unsprung weight:قسمتهايی از خودرو كه وزن ان به وسيله ی فنرها ساپورت نميشود.مثل:تايرها،مجموعه ترمز،اكسل،...
يكی از متداول ترين فنرها ميباشد.امروزه تقريبا تمامی ماشينهای سواری ازcoil spring استفاده ميكنند.تعداد زيادی از ماشينهای باركش نيز از اين نوع فنر استفاده ميكنند،البته به دليل بارگذاری زياد در اين نوع ماشينها فنرهای تخت (leaf spring) را در سيستم تعليق قسمت عقب به كار ميبرند.
سرعت جهش فنر(spring rate):
كه به ان deflection rate هم گفته ميشود و معياری برای اندازه گيری سختی فنر است.سرعت جهش فنر مقدار نيرويی است كه بايد وارد شود تا فنر ۱ اينچ تغيير شكل دهد(منبسط يا متراكم شود)،به فرض اگر برای فشرده شدن فنر به اندازه ۱ اينچ،۱۰۰ پوند نيرو لازم باشد ميتوان نتيجه گرفت كه برای متراكم شدن ان به اندازه ۳ اينچ بايد۳۰۰ پوند نيرو اعمال كرد.
spring rate به عوامل زير بستگی دارد:
تعداد حلقه های فنر،قطر حلقه ها،قطر سيمی كه فنر از ان ساخته شده است.
به طوری كه سختی فنر با قطر سيم نسبت مستقيم و با تعداد حلقه ها نسبت عكس دارد.
همچنين ميتوان اين نوع فنرها را طوری ساخت كه سختی متغير داشته باشند،اين سختی متغير عمدتا از طريق تغيير در پارامترهايی همچون،ضخامت در طول سيم،فواصل بين حلقه ها،و قطر حلقه ها ايجاد ميشود.اين نوع فنرها در شرايط بدون بار يا كم بار سختی كمتری از خود نشان ميدهند و در نتيجه حركت نرم و هموار را برای اتومبيل ايجاد ميكنند.اما تحت شرايط بارگذاری شده سختی انها بيشتر است كه نتيجه ان توانايی در تحمل بار و كنترل خودرو در شرايط متغير جاده است.
با توجه به گفته های بالا ميتوان نتيجه گرفت كه طراحی فنر در كنترل و فرمانپذيری خودرو نقش بسزايی دارد،به بيان ديگر هر چه فنر انرژی بيشتری جذب كند راحتی سفر خودرو بيشتر است.
فنر تخت (leaf spring):
اين نوع فنرها بيشتر در ماشينهای سنگين مورد استفاده قرار ميگيرد و به دو صورت طراحی ميشود:
۱-چند لايه (multi-leaf spring) كه اغلب از استيل ساخته ميشود.
۲-يك لايه (mono-leaf spring) كه اغلب از الياژ ساخته ميشود.
نوع اول متشكل از چندين لايه با طول متفاوت است كه در بين لايه ها از پلاستيك يا نوعی لاستيك برای سهولت انعطاف استفاده ميشود.هنگام برخورد با ناهمواريها لايه های فلزی با خم شدن و سر خوردن بر روی يكديگر ارتعاشات را جذب ميكنند.
نوع دوم اين فنرها تنها از يك لايه تشكيل شده است كه در وسط نسبت به دو انتها ضخامت بيشتری دارد.
دو انتهای اين نوع فنرها (leaf spring)به شكل حلقه خم شده تا بتوان از اين طريق ان را به چارچوب اتصال داد،كه البته يكی از اين اتصال ها ازاد است تا فنر بتواند به راحتی خم شود.
چرخ دنده های ساده
این چرخ دندهها ساده ترین چرخ دنده هایی هستند که دیده اید. آنها دندانه های مستقیم دارند و محور دو چرخ نیز موازی با یکدیگر قرار گرفته اند. گاهی تعداد زیادی از آنها را در کنار هم قرار میدهند تا سرعت را کاهش و قدرت را افزایش دهند. شکل 1
در تعداد زیادی از وسایل از این چرخ دندهها استفاده میشود. مثلاً ساعت های کوکی، ساعت های اتوماتیک، ماشین لباسشویی، پنکه و ... . اما در اتومبیل به کار نمی آیند، چون سر و صدای زیادی دارند. هر بار که دندانه یک چرخ به دندانه چرخ روبرو میرسد، صدای کوچکی در اثر برخورد ایجاد میشود. میتوانید مجسم کنید وقتی تعداد زیادی از این چرخ دندهها با هم کار کنند، چه سر و صدایی راه میاندازند؟ تازه این برخوردها در دراز مدت، باعث شکستن دندانهها میشود. برای کاهش سر و صدا و افزایش عمر چرخ دندهها در بیشتر اتومبیلها از چرخ دنده های مارپیچ استفاده میکنند.
چرخ دنده های مارپیچ
دندانه این چرخ دندهها اریب است. وقتی یکی از آنها میچرخد، ابتدا نوک دندانهها با هم تماس پیدا میکنند سپس به تدریج دو دندانه کاملاً در هم جفت میشوند. این درگیری تدریجی همان چیزی است که هم سر و صدا را کم میکند و هم باعث میشود که این چرخ دندهها نرم تر کار کنند. شکل 2
در ماشین تعداد زیادی چرخ دنده مارپیچ وجود دارد. به خاطر مایل بودن دندانه ها، هنگام درگیری نیروی زیادی به آنها وارد میشود. به همین علت در وسایلی که از چرخ دنده های مارپیچی استفاده میکنند بلبرینگ هایی تعبیه شده است تا این فشار را تحمل کند. اگر زاویه دندانهها را به دقت تنظیم کنیم، میتوان دو چرخ دنده را به دو محور
عمود بر هم وصل کرد تا جهت چرخش 90 درجه تغییر کند.
چرخ دنده های مخروطی
این چرخ دندهها بهترین وسیله تغییر جهت هستند. معمولاً از آنها برای تغییر جهت 90 درجه استفاده میشود، ولی میتوان طراحی را طوری انجام داد که در زاویه های دیگر نیز کار کنند. شکل 3
دندانه های آنها ممکن است مستقیم یا پیچ دار باشد. اما اگر دندانهها صاف باشد همان مشکل چرخ دنده های ساده را دارند. در دندانه های پیچ دار این مشکل برطرف شده است، ولی در هر دوی آنها باید محور چرخ دندهها در یک صفحه قرار داشته باشد. شکل 4
گاهی میخواهیم محور چرخها در یک صفحه نباشند. در چنین شرایطی از چرخ دنده هایی مانند شکل روبرو استفاده میکنیم. شکل 5
در دیفرانسیل بسیاری از اتومبیلها از این چرخ دندهها استفاده میشود. این طراحی امکان آن را ایجاد میکند که محور چرخ دنده بیرونی پایین تر از محور چرخ دنده حلقوی قرار داده شود. شکل روبرو محور بیرونی ورودی را نشان میدهد که در تماس با چرخ حلقوی قرار گرفته است. از آنجایی که محور محرک (Drive Shaft) ماشین به چرخ بیرونی متصل میشود، پایین آمدن چرخ بیرونی امکان پایین آوردن محور محرک را هم ایجاد میکند، پس میتوان محور را پایینتر آورد و در عوض فضای بیشتری را به سرنشینان اتومبیل اختصاص داد.
چرخ دنده های حلزونی
این چرخ دندهها زمانی مورد استفاده قرار میگیرند که بخواهیم تغییر زیادی در سرعت و یا قدرت ایجاد کنیم. معمولاً نسبت شعاع دو چرخ دنده 20:1 است و گاهی حتی به 300:1 و بیشتر نیز میرسد. شکل 6
این چرخ دندهها یک خاصیت جالب هم دارند که در هیچ چرخ دنده دیگری پیدا نمی شود. چرخ بالایی (حلزون) میتواند به راحتی چرخ دیگر (چرخ دنده حلزونی) را حرکت دهد، ولی چرخ پایینی نمی تواند حلزون رابچرخاند. زاویه دنده های روی حلزون آنقدر کوچک است که وقتی چرخ پایینی بخواهد آن را بچرخاند، اصطکاک به حدی زیاد میشود که از حرکت حلزون جلوگیری میکند. این ویژگی به ما امکان استفاده از این چرخ دندهها را در جاهایی که به یک قفل خودکار نیاز داریم میدهد. فرض کنید از این چرخ دنده در یک بالابر استفاده کرده ایم؛ وقتی موتور بالابر از کار بیفتد، چرخ دندهها قفل میشوند و نمی گذارند بار پایین بیاید. معمولاً در دیفرانسیل کامیونها و خودروهای سنگین از این چرخ دندهها استفاده میشود.
چرخ دنده شانه ای
این چرخ دندهها برای تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی استفاده میشوند. یک مثال خوب برای این چرخ دندهها فرمان اتومبیل است. فرمان، چرخ دنده ای را میچرخاند که با چرخ شانه ای در تماس است. وقتی شما فرمان را میچرخانید، با توجه به جهت چرخش فرمان، شانه به سمت چپ و یا راست حرکت میکند و باعث حرکت چرخها میشود. در برخی از ترازوها نیز برای چرخاندن عقربه از سیستم مشابهی استفاده میشود.
ياتا قانها:
ياتاقانها تكيگاه اصلي اجزائ چرخنده پمپ بوده ومعيوب شدن آنها ممكن است موقعيت اجزاء چرخشي پمپ را تغيير دهد كه در اين صورت باعث برخورد قطعات ثابت ومتحرك پمپ مي شود معيوب شدن كلي ياتاقانها ممكن است موجب خم شدن محور پمپ شود و در نهايت موجب شكستگي محور شود و در ساير موارد باعث داغ شدن موضعي قطعات پمپ شود .
ياتاقانهاي لغزشي :
اين ياتاقانها براي تكيه نمودن وحفظ كردن اجزاء چرخشي در هر دو جهت شعاعي و محوري بكار مي روند محافظ شعاعي معمولا شامل پوستهاي سيلندر شكل از مواد و ابعاد مناسب مي باشد كه در محفظه صلب نصب وثابت شده اند.محافظ محوري معمولا ريگهاي صلبي است كه در محفظه ياتاقان نسب شده اند و بوشهاي متحريكي را بصورت سفت ومحكم به اجزاءچرخشي سوار شده ، تحمل مي كند گاهي اوقات اين بوشها را بصورت كروييا مخروطي مي سازند تا محافظت محوري و شعاعي را مهيا سازند .
ياتاقانهاي غلتشي :
ياتاقانهاي غلتشي در واقعه شامل دو عدد ريگ يا حلقه و يك سري ساچمه هستند كه بصورت مماس و به اندازهبين حلقه ها قرار گرفته اند ساچمه ها توسط قفسي كه از صفحات موازي برنجي پلاستيكي يا هر ماده مناسب ديگر ساخته شده اند جدا از هم نگه داشته مي شوند .
roller bearing: 1 outer race, 2 cage, 3 roller, 4 inner race
مزاياي ياتافانهاي لغزشي نسبت به غلتشي :
1. زماني كه محور تحت بارهاي مداوم و ثابت قرار مي گيرد قسمتهاي تحت بار ياتاقان تحت تنش ثابت قرار مي گيرند كه موجب كاهش خطر معيوب شدن در اثر خستگي مي شوند
2. چناچه ياتاقانهاي لغزشي از مواد مناسب ساخته شده باشند قادر خواهند بود در داخل مايع مورد پمپاژ كار نموده و روانكاري و خنك كاري شوند .
3. توسط روانكاري و روغنكاري مناسب در سرعت هاي بالا ياتاقانهاي لغزشي نسبت به ياتاقانهاي غلتشي مي توانند بارهاي بيشتري را تحمل كنند .
بررسي معايب ياتاقانهاي لغزشي نسبت به غلتشي :
1. ضريب اصطكاك انها 10 تا 15 برابر ياتاقانهاي غلتشي است و اين امر موجب اتلاف پر هزينه مي شود
2. غالب ضريب اصطكاك بيشتر دماي روانسازي را تا حدي افزايش مي دهد كه نسب سيستمهاي دقيق وپرهزينه خنك كاري را اجتناب ناپذير مي سازد
بررسي علل خرابي ياتاقانهاي لغزشي
1. روغنكاري نامناسب :اين پديده شامل كيفيت روانساز مورد استفاده و همچنين دفعات تعويض روغن ميباشد
2. خنك كاري نا مناسب روانساز :اين پديده در اثر اشكال در سيستم خنكاري يا قصور اپراتور در باز كردن شير مستقيم مايع خنك كننده قبل از راه اندازي پمپ بوجود مي ايد
3. عدم هم محوري چناچه پمپ جهت تعميير يا نگهداري پياده شود اين اشكال بعد از سوار نمودن آشكار مي شود عدم هم محوري مي تواند در اثر ماندن آلودگي بين پايه ياتاقان و محفظه پمپ ويا با توجه به ناهمواريها در اثر ضربه يا سفت نمودن غير يكسان مهره ها حاصل شود همچنين ممكن است در اثر بار هاي اضافي وارده بر ياتاقانها ،خم شدن محور يا برخورد فلزي بين قطعات ثابتوچرخيدن كه غالبا منجر به سايش زياد و گير پاژ مي شود حاصل گردد. عدم هم محوري، از بيرون خود را توسط حرارت زياد و محفظه ياتاقانآشكار مي سازد
4. پيچهاي شل: منبع ديگر مشكلات كه توسط ياتاقان بوجود مي آيد زماني است كه پيچهاي نگهدارنده پايه ياتاقان بطور يكسان و كافي سفت نشده اند و يا در حين كار پمپ شل شده اند در اين موارد ممكن است ياتاقان انقدر از محور خود جابجا شود كه تمام بار ها برروي رينگهاي پروانه يا آب بند وارد شود
مزاياي عمده ياتاقانهاي غلتشي :
1. هزينه اوليه كم مي باشد
2. آنها ميتوانند بدون مراقبت با پريودهاي طولاني كار كنند
3. انها معمولا نيبت به ياتاقانهاي لغزشي با وظيفه مشابه محفظه هاي كوچكتر و كم هزينه اي لازم دارند
4. بمنظور تعويض سريع مي توان از منابع متنوعي استفاده كرد
5. موجب صرفه جويي انرژي مي شوند .تعويض روانساز بدليل ضريب اصطكاك كم به دفعات بسيار كمتري نسبت به ياتاقانهاي لغزشي انجام مي شود و بيشتر ياتاقانهايغلتشي توسط روانكار داخلي با درپوش آببند تهيه شده كه براي عمر كاري انها كافي است .
معايب ياتاقانها غلتشي :
1. حلقه و تمام اجزائ چرخشي در معرض تنشهاي متناوب و سريع مي باشند كه باعث عيب ناشي از خستگي مي شود .
2. بسياري از ياتاقانهاي لغزشي هنگام منتاژ و دمنتاژ نيازمند احتياط زياد و مراقبتهاي ويژه اي هستند
3. نيازمند مراقبتهاي ويژهاي از نظر ميزان روانساز مي باشند (نه كم نه زياد )
روانكاري ياتاقانهاي غلتشي:
روانكاري نا مناسب باعث مي شود ياتاقانها خيلي سريع فرسوده شوند بطور مثال روانكاري بيش از حد مي تواند باعث كوتاه شدن عمر ياتاقان گردد.روانكاري بيش از حد سبب داغ شدن ياتاقانها مي گردد و در نتيجه ميزان اكسيد اسيون روانساز افزايش پيدا مي كند و اين پديده موجب معيوب شدن زودرس ياتاقانها مي شود .
معايب ناشي از روغنكاري نامناسب خود را به چند روش نشان ميدهد :
1. نبود روانساز در محفظه ياتاقانها
2. وجود آب در روانسازو محفظه ياتاقانها
3. تغيير جلاي حلقه ساچمه ها
4. پريدگي بر روي شيارها و ساچمه ها
5. خراشهاي موئين بر روي حلقه ها
6. و حرارت ايجاد شده در اثر نبود روانساز
براي جلوگيري از اين موارد بسياري از كارخانه هاي سازنده روانكاري با گريس و روغن را توصيه مي كنند.
مزاياي گريس:
1. گريس ميتواند بدون محفظه خاصي ابقاء شود حتي در محورهاي عمودي
2. بعضي گريسها با پايه كلسيم مي توانند عايقي براي رطوبت باشند.
3. بعضي گريسها با پايه ليتيم مي تواند ياتاقان را از خوردگي شيمياي حفظ كنند
4. گريسهاي سنگين، پوششي در برابر مواد آلوده كننده هستند
5. گريسها نسبت به روغنها به دفعات كمتري نياز به تجديد گريسكاري دارند.
معايب گريس كاري:
1. خنك كاري موثر ياتاقانهاي كه با گريس روانكاري مي شوند مشكل است و اين پديده مانعي براي استفاده از گريس در دورهاي بالا مي باشد
2. انتخاب گرانروي گريس با توجه به استفاده ان در دماهاي متغيير قابل توجه مي باشد و در نتيجه گريسها را براي محيطهايي كه نوسانات دمايي زيادي دارند مناسب نمي باشد .
3. مشخص كردن ميزان واقعي گريس براي ياتاقانها بسيار مشكل است و باعث روانكاري زياد يا كم ياتاقانها مي گردد.
روغن : مزاياي عمده روانكاري با روغن:
1. سطح روغن را براحتي مي توان كنترل نمود و ثابت نگه داشت.
2. روغن مي تواند براحتي خنك شود و در واقه استفاده از روغن در دورهاي بالا بسيار مفيد است براي خنك كاري.
3. عمده روغنها داراي گرانروي بالاي هستند و اين امر باعث استفاده انها در رنجهاي متغيير دماي مي شود.
4. تعويض روغن به مراتب اسان تر از تعويض گريس است
5. برخي روغنها ضريب اصطكاك كمتري نسبت به گريس دارند و اين خاصيت باعث كاركرد مناسب انهادر سرعتها بالا مي شود .
معايب روغن:
1. بسيار پر هزينه است چون نياز به مكتنيكال سيل دارد
2. نيازمند تعويضهاي بسيار بيشتر از گريس مي باشد
3. براي محورهاي عمودي نيازمند طراحي دقيق و پرهزينه محفظه ياتاقان مي باشد
4. براي محيطهاي مرطوب و خورنده نسبت به گريس از مرغوبيت كمتري برخودار است.
محمد رضا مهدوی