مبدل گشتاور را تا چه اندازه میشناسید؟ + فیلم آموزشی آن

کلاچ در گیربکس های دستی مسئول حرکت و توقف است و در واقع پیشرانه بایستی بدون تکیه بر گیربکس به عملکرد خود ادامه و در مواقع مورد نیاز پل ارتباطی بین آن ها برقرار گردد. مبدل گشتاور جایگزین کلاچ در گیربکس های اتوماتیک می باشد. مبدل گشتاور را میتوان یک کوپلینگ هیدرولیکی (مدل های مکانیکی و هیدرواستاتیکی هم وجود دارد) تعریف کرد که مرز بین پیشرانه و گیربکس را مشخص میکند.

زمانی که پیشرانه با سرعت و دور کم فعالیت میکند، مانند هنگام توقف در ترافیک و یا چراغ قرمز، گشتاور ورودی به مبدل بسیار کم است پس برای متوقف نگه داشتن خودرو با کمی فشار بر پدال ترمز توقف صورت میپذیرد. به محض فشرده شدن پدال گاز ، با بالا رفتن دور موتور گشتاور بیشتری به مبدل گشتاور وارد شده تا انقال قدرت به چرخ ها و محورها افزایش یابد.

با افزايش سرعت خودرو، دنده ها تعويض مي شود و بار موتور کاهش مي يابد. راننده براي کاهش سرعت خودرو و متوقف کردن آن پايش را از روي پدال گاز برمي دارد و در صورت نياز ترمز مي گيرد. در اين حالت جعبه دنده مبدل گشتاور را خلاص مي کند و به صورت خودکار دنده معکوس مي رود؛ هنگامي که خودرو متوقف مي شود، جعبه دنده در دنده يک است. در اين حالت به کلاچي که با پا بکار مي افتد نيازي نيست. بکسواد کردن مبدل گشتاور اين امکان را مي دهد که حتي حين درگيري جعبه دنده نيز موتور درجا کار کند.

اجزا و نحوه کارکرد مبدل گشتاور

به طور کلی مبدل گشتاور علاوه بر یاتاقان ها و کلاچ یکطرفه از چهار قسمت تشکیل شده است (توجه به شکل پایین)

• پمپ
• توربین
• استاتور
• پوسته

محفظه مبدل گشتاور به فلایویل متصل است و در نتیجه سرعت گردش آن با پیشرانه برابر است. پره های تعبیه شده در پمپ نیز به محفظه متصل میباشند و بنابراین این قسمت نیز برابر با سرعت پیشرانه چرخش مینماید. پمپ موجود از جنس سانترفیوژی (گریز از مرکز) است و با چرخش خود روغن را به خارج از محور مرکزی هدایت و پخش میکند. با این چرخش ایجاد شده حالت خلا به وجود می آید و روغن به طرف مرکز کشیده میشود.

بعد از چرخش و ایجاد حالت خلا و مکش روغن به مرکز، روغن به تیغه های توربین که متصل به گیربکس است وارد میشود. وظیفه توربین نیز چرخش در گیربکس است که با انجام این عمل انتقال قدرت به محورها انجام میشود تا خودرو حرکت نماید. در اصل روغنی که وارد توربین میشود، قبل از خارج شدن از مرکز آن باید تغییر جهت بدهد که همین تغییر جهت باعث چرخش توربین و در نهایت حرکت خودرو میگردد.

جهت تغییر جهت هر جسم در حال حرکت باید به آن نیرو وارد شود و واردکننده نیرو به جسم در حال حرکت نیز در جهت مخالف تحت فشار قرار میگیرد. در نتیجه توربین جهت حرکت روغن را تغییر میدهد و روغن نیز باعث چرخش توربین میگردد. روغن خروجی از توربین در جهت مخالف با روغن ورودی حرکت میکند و روغن در خلاف جهت چرخش پمپ و پیشرانه از توربین خارج میگردد.

در صورتی که روغن خروجی از توربین به پمپ مبدل گشتاور برسد، سرعت حرکت و کارایی پیشرانه کاهش میابد که برای جلوگیری از این اتفاق استاتور وارد عمل میشود. استاتور بخش ثابت و بدون حرکت مبدل گشتاور است و در مرکز مبدل قرار میگیرد. وظیفه استاتور تغییر جهت روغن خروجی از توربین و ممانعت از ورود آن به پمپ میباشد. استاتور جهت افزایش کارایی مبدل گشتاور از طراحی خاصی در تیغه ها بهره میبرد تا بتواند به طور کامل جهت حرکت روغن را عوض کند. (توجه به شکل پایین)

کاربران گرامی اگر به دنیای فرمول یک علاقه مند هستید صفحه آن را در رینگ اسپورت دنبال کنید 🙂

همچنین پیشنهاد می شود برای آگاهی بیشتر در مورد قیمت آنلاین خودرو به صفحه قیمت خودرو مراجعه نمایید.

یک کلاچ یک طرفه (شکل پایین) اتصال بین استاتور و شفت شفت ثابت گیربکس را ممکن میکند تا چرخش همزمان روغن و استاتور رخ ندهد تا استاتور فقط جهت مخالف گردش روغن حرکت کند. حاصل این طراحی برخورد روغن به استاتور و تغییر جهت حرکت آن است. هنگامی که سرعت خودرو در حدود ۶۵ کیلومتر بر ساعت است، شرایط کمی تغییر میکند. در این هنگام پمپ که اغلب سرعت حرکت بیشتری دارد با سرعت تقربیا برابر توربین میچرخد و به همین دلیل روغن خروجی از توربین به پمپی که در حال حاظر هم جهت میچرخد، وارد میشود. در این شرایط به استاتور نیازی نیست.

با وجود اینکه توربین جهت حرکت روغن را تغییر میدهد و به سمت خارج متمایل میسازد، روغن در نهایت با گردش توربین هم جهت میشود که دلیل آن سرعت چرخش بشتر توربین در خلاف جهت روغن پمپ شده است. به طور کلی نیز عملکرد مبدل گشتاور را میتوان در سه مرحله توقف (زمان کوتاهی که تفاوت سرعت چرخش پمپ و توربین زیاد است)، شتاب گیری (زمان شروع به حرکت خودرو که تفاوت سرعت پمپ و توربی کاهش میابد) و کوپلینگ (حوالی سرعت ۶۵ کیلومتر بر ساعت) خلاصه نمود. نحوه عملکرد مبدل گشتاور در فیلم نیز قابل مشاهده میباشد.

مزایا و معایب مبدل گشتاور

 مبدل گشتاور علاوه بر کار مهمی که انجام میدهد و به خودرو این امکان را میدهد که بدون خاموش شدن موتور به توقف کامل در بیاید، هنگام شروع به حرکت خودرو نیز گشتاور مورد نیاز خودرو را در اختیار خودرو میگذارد. مبدل گشتاورهای جدید و مدرن میتوانند گشتاور موتور را دو تا سه برابر افزایش دهند. این موضوع هنگامی اتفاق می افتد که دور موتور بالاتر از دور گیربکس باشد. در سرعت های بالاتر دور گیربکس به دور موتور نزدیک و در نهایت با آن یکسان میشود. البته بهتر است دور گیربکس با دور موتور برابر باشد چون اختلاف دور باعث اتلاف انرژی میشود.

به همین علت است که خودروهای دنده اتوماتیک مصرف سوخت بیشتری نسبت به خودروهای با سیستم تعویض دنده دستی دارند. برای غلبه بر این مشکل در برخی از خودروها مبدل گشتاوری وجود دارد که مجهز به قفل کن کلاچ است. هنگامی که دو طرف مبدل گشتاور روی دور می افتند، این نوع کلاچ، دو طرف را به هم قفل میکند و به این ترتیب از هدر رفت انرژی جلوگیری میشود و کارایی افزایش پیدا میکند.

یکی از مهمترین مزایای مبدل گشتاور نسبت به کلاچ های معمولی این است که انتقال گشتاور در اینگونه خودروها نرم و پیوسته صورت میپذیرد. این خودروها نیز میتوانند با دنده فعال توقف و یا حرکت کنند و در نتیجه نیاز به مهارت خاصی از  طرف راننده نیست. همچنین با وجود مبدل گشتاور تمامی نوسانات سیستم انتقال قدرت یا موتور مستهلک میشود و همانند یک فلایویل هیدرولیکی عمل میکند.

به طور خلاصه میتوان برای مزایای مبدل گشتاور به موارد زیر اشاره کرد:

• توقف خودرو در حالت دنده بدون نیاز به خاموش شدن خودرو
• درگیری کمتر هنگام تعویض دنده
• جذب کردن ارتعاشات موتور
• زیادتر شدن عمر موتور
• افزایش دو تا سه برابری گشتاور موتور قبل از ورود به گیربکس
• عدم نیاز به مهارت راننده

همچنین معایب زیر را میتوان برای مبدل گشتاور در نظر گرفت:

• افزایش دمای میانگین موتور
• تاخیر در شتابگیری موتور
• تلف شدن قسمتی از قدرت موتور

اگر این مقاله را پسندیدید ، از مقاله مرتبط (تاریخچه دیفرانسیل)دیدن فرمایید ! 😉

سوالات متداول

در ادامه سوالاتی که امکان دارد برای شما در رابطه با موضوع مبدل گشتاور را تا چه اندازه میشناسید؟ + فیلم آموزشی آن بوجود بیاید آماده کرده‌ایم: