سیستم های هیدرولیكی گیربكس – TRANSMISSON HYSRAULIC SYSTEMS

مجموعه: مقالات مهندسي > مهندسي مكانيك | کلمات کلیدی : سیستم+های+هیدرولیكی+گیربكس+–+TRANSMISSON+HYSRAULIC+SYSTEMS+

سیستم های هیدرولیكی گیربكس – TRANSMISSON HYSRAULIC SYSTEMS

در این مقاله می آموزیم كه سوپاپ‌های تنظیم فشار و سوپاپ‌های سویچینگ در درون گیربكس اتوماتیك چگونه عمل می كنند. همچنین پمپ‌هایی كه با سه نوع فشار هیدرولیكی مختلف گیربكس اتوماتیك را آماده كار می‌كنند، بررسی می كنیم. سپس این فشارها را در درون مجراها و سوپاپ‌ها دنبال می كنیم و یاد می گیریم كه چگونه این فشارها با هم برای كنترل تعویض مستقیم و معكوس دنده عمل می‌كنند.

سیستم های هیدرولیكی گیربكس – TRANSMISSON HYSRAULIC SYSTEMS

فشارهای موجود در گیربكس اتوماتیك:

قبل از شروع بررسی جزئیات پمپ ها و سوپاپ‌های گیربكس، لازم است بطور خلاصه نگاهی به سه فشار اصلی موجود در گیربكس اتوماتیك بیاندازیم:
1ـ فشار خط اصلی Main Line Pressure
2ـ فشار گاز Throttle Pressure
3ـ فشار گاورنر Gorernor pressure
برای ایجاد فشار هیدرولیك بایستی یك چشمه جریان سیال و مقاومتی در برابر آن جریان وجود داشته باشد. درگیربكس های اتوماتیك، پمپ همان ایجاد كننده جریان است و سوپاپ‌ها و گذرگاههای مختلف بكار رفته باعث ایجاد فشار می شوند.

1ـ فشار خط اصلی: Main Line Pressure
این فشار به وسیله پمپ (ایجاد جریان ) بوجود می‌آید و بوسیله سوپاپ رگلاتور فشار، در خروجی پمپ كنترل می شود. فشار خط اصلی برای راه اندازی كلاچها و سروها، كه عضوهای مختلفِ مجموعه دنده سیاره‌ای را ترمز می‌كنند به كار می‌رود و از این طریق نسبت دنده های مختلف و تعویض اتوماتیك دنده فراهم می شود. فشار اصلی به جز این منشاء تمام فشارهای دیگر گیربكس نیز می‌باشد.

2ـ فشار گاز : Throttle pressure
یك فشار هیدرولیكی است كه اندازه آن با زیاد شدن بار موتور یا مقدار باز بودن دریچه گاز افزایش می یابد. فشار گاز از فشار خط اصلی بوجود می‌آید.

3ـ فشار گاورنر : Gorernor pressure
یك فشار هیدرولیكی است كه مقدار آن با زیاد شدن سرعت خودرو افزایش می یابد. این فشار از خط اصلی بوجود می آید و در یك سوپاپ كه به صورت گریز از مركز كار می‌كند و توسط شافت خروجی گیربكس می‌چرخد، كنترل می شود. فشار گاونر در تعامل با فشار گاز برای كنترل نقاط تعویض دنده به كار می رود.

پمپ‌های هیدرولیك گیربكس های اتوماتیك:

تمام فشارهای هیدرولیكی كه در گیربكس اتوماتیك عمل می كنند، از جریان خروجی یك پمپ روغن استفاده می كنند.این پمپ از طریق یك فیلتر، روغنِ مخزن را می‌كشد .

درگیر بكس های امروزی سه نوع پمپ بكار می رود:

ـ ـ دنده‌ای Gear Pump
ـ ـ روتوری Rotor pump
ـ ـ پره ای. Vane Pump

پمپ دنده‌ای و روتوری، پمپ با جابجایی مثبت یا جابه جایی ثابت نامیده می شود. زیرا حجم سیالی كه در هر بار گردش پمپ زیاد می شود حجم سیال جابه جا شده ت توسط آن در هر دقیقه بیشتر می‌شود، با این حال حجم روغن پمپ شده به ازای یك دور گردش ثابت می ماند.
امّا پمپ های پره ای كه در گیربكس های مدرن بكار می روند، پمپ با جابجایی متغیر نامیده می شوند زیرا مقدار روغن پمپ شده به ازای هر دور گردش می تواند تغییر كند. خروجی پمپ بطور اتوماتیك براساس نیاز گیربكس به روغن تنظیم می شود و هیچگونه بستگی مستقیم بین سرعت پمپ و مقدار جریان سیال وجود ندارد.

پمپ گیربكس های اتوماتیك در قسمت جلو بدنه گیربكس نصب شده و توسط تورك كنورتور به حركت در می‌آید. در خودروهای محرك جلو نیز پمپ ممكن است توسط تورك كنورتور و یا یك شافت مجزا به حركت در آید. بیشتر گیربكس های قدیمی یك پمپ ثانویه داشتند كه در ناحیه عقب بدنه گیربكس نصب می‌شود و بوسیله شافت خروجی به حركت در می‌آمد. پمپ عقب در گیربكس‌های ساخت آمریكا از اواخر دهه 60 به بعد حذف شد.

فشار خط اصلی

همانطور كه می دانیم برای ایجاد فشار بایستی در مقابل خروجی پمپ مانعی ایجاد شود. چنانچه هیچ مانعی وجود نداشته باشد، دبی پمپ قابل اندازه گیری است؛ امّا فشار صفر است. در وا قع در سیستم هیدرولیك گیربكس های اتوماتیك موانع زیادی برای ایجاد فشارهای مختلف وجود دارد. مجرای خروجی پمپ یك مانع نسبی در برابر جریان روغن محسوب می شود و به همین دلیل معابر و خطوط روغن نیز موانعی در برابر جریان هستند.

اولین مانع اساسی در سیستم كه برای كنترل فشار اصلی بكار می رود، سوپاپ تنظیم (رگلاتور) فشار است. سایر سوپاپ ها از قبیل سوپاپ های تقویت كننده، سوپاپ كنترل دستی و سوپاپ‌های تعویض از طریق اعمال فشار اصلی بر روی آنها عمل می كنند. البته فشار اصلی تنها موجود در سیستم هیدرولیك ایجاد می شود. امّا تمام آنها وابسته به فشار اصلی هستند و توسط سوپاپ‌هایی با كاربرد تنظیم فشار كار می كنند. از قبیل سوپاپ گاز و سوپاپ گاورنر كه طرز ایجاد این فشارها را بررسی می‌كنیم.

سوپاپ تنظیم فشار (رگلاتور):

از آنجا كه حجم ارسال پمپ با افزایش سرعت زیاد می شود اگر در برابر جریان روغن مانعی ساده و ثابت مانند یك اریفیس وجود داشته باشد، فشار نیز با زیاد شدن سرعت پمپ افزایش می یابد. در چنین سیستمی فشار به سرعت به حدّی كه بتواند به قطعات مختلف گیربكس آسیب برساند خواهد رسید. بنابراین لازم است فشار تنظیم شود. این كار بوسیله سوپاپ رگلاتور فشار كه در مقابل جریان روغن ایجاد یك مانع متغیر می كند ایجاد می شود.

یك مانع متغیر عبارتست از یك مجرا كه اندازه آن به منظور تغییر در فشار ایجاد شده توسط مانع می‌تواند تغییر كند. سوپاپ رگلاتور فشار حد بالا و حد پائین فشار روغن خط اصلی را برای پاسخگویی به شرایط مختلف گیربكس كنترل می‌كند. فشار خط اصلی عملاً از رگلاتور فشار به بعد آغاز می شود. امّا در نقشه های هیدرولیكی اغلب مستقیماً از پمپ منشعب می شود.  فشار بین پمپ و سوپاپ تقریباً برابر با فشاری است كه روغن هنگام ترك سوپاپ و ورود به مدار خط اصلی دارد. واین در نتیجه اثر توازن در سوپاپ است.

هنگامی كه موتور روشن می شود روغن از پمپ وارد سوپاپ می‌شود. در ابتدا روغن مستقیماً برای پر كردن مبدل گشتاور و خط اصلی از میان سوپاپ عبور می‌كند به محض آنكه این فضاها از هوا تخلیه شوند فشار در مدار هیدرولیك ایجاد می شود. این فشار بر سطح انتهایی سوپاپ عمل كرده و آن را بر خلاف نیروی فنر حركت می دهد.

مادامی كه فشار روغن بر نیروی فنر غلبه نكند تمام خروجی پمپ در اختیار مدارات اصلی گیربكس قرار می‌گیرد. اگر دور موتور زیاد شود حجم روغن ارسالی توسط پمپ به سوپاپ هم افزایش می یابد.در نتیجه فشار روغن اعمال شده بر سوپاپ هم افزایش می یابد. در نتیجه فشار روغن اعمال شده بر سوپاپ هم افزایش می‌یابد و سوپاپ مخالف نیروی فنر، آنقدر حركت می كند تا مجرای خروجی را باز كند.

در گیربكسی كه پمپ آن از نوع دنده‌ایی یا روتوری است فشار اضافی با جاری شدن روغن از مجرای خروجی و بازگشت آن به سمت مكش پمپ آزاد می شود امّا در یك گیربكس مجهز به پمپ با جابجایی متغیر بخشی از فشار اضافی به ناحیه پشت كمربند لغزان برای كاهش جابجایی پمپ و در نتیجه آن كاهش جریان روغن هدایت می شود و در هر صورت گیربكس از آسیب احسالی ناشی از فشار زیاد حفاظت می شود.

در بیشتر گیربكس‌ها فشار از پمپ مستقیماً به سمت سوپاپ كنترل دستی و سایر سوپاپ های سیستم هیدرولیك هدایت می شود. این امر عملی است زیرا تمام روغن قبل از رفتن به سمت سایر سوپاپ‌ها مجبور نیستند كه از میان رگلاتور فشار عبور كنند. همانطور كه در بخش دوم ملاحظه كردید، فشار در داخل یك سیستم بسته هیدرولیك در هر جایی از مدار یكسان است. لذا می توانید مدار فشار خط اصلی را به عنوان یك مدار بسته منفرد تصور كنید. در این صورت اهمیتی ندارد كه سوپاپ رگلاتور فشار در چه قسمتی از مدار نصب شود، چون به هر حال فشار در تمام نقاط مدار را تنظیم خواهد كرد.

سوپاپ های تعویض

سوپاپ تعویض یك سوپاپ قطع و وصل (سویچینگ ) یا جهت دهنده است كه از فشار گاورنر و فشار گاز برای تعیین زمان تعویض و اجرای تعویض در یك گیربكس استفاده می كند. به همین دلیل سوپاپ تعویض سوپاپ تایمینگ نیز نامیده می شود. سوپاپ تعویض قادر است با اندازه گیری گشتاور موتور( به وسیله فشار گاز ) و سرعت خودرو ( به وسیله گاورنر ) تحت هر شرایطی از رانندگی تعویض به دنده بالاتر (مستقیم ) و به دنده پائین تر (معكوس) را به طرز صحیحی زمان بندی و اجرا كند.

اغلب گیربكس ها چندین سوپاپ تعویض دارند كه تعویض دنده‌های مورد نیاز را كنترل می‌كنند هنگامی كه فشار گاورنر بر فشار گاز و فشار فنر غلبه كند تعویض به دنده بالاتر توسط سوپاپ تعویض انجام می‌شود.

فشار گاورنر به سمت راست سوپاپ تعویض و فشار گاز به سمت چپ آن اعمال می شود. یك فنر مارپیچی نیز در طرف چپ سوپاپ قرار گرفته است. فشار خط اصلی به سوپاپ تعویض هدایت شده امّا یكی از پیستون ها مسیر روغن را مسدود كرده است. اگر سرعت خودرو افزایش یابد، فشار گاورنر نیز زیاد می شود. در لحظه‌ایی كه فشار گاورنر بر فشار گاز و فشار فنر غلبه كند سوپاپ را به طرف چپ هدایت می كند.

در نتیجه حركت سوپاپ تعویض فشار خط اصلی می تواند از بین قرقره ها به طرف یك مدار كارانداز (باند یاكلاچ) خارج شود. البته هنگامی كه یك سوپاپ تعویض حركت می كند باید حركت آن سریع و تقریباً ناگهانی باشد و اجازه نیابد به جلو و عقب حركت كند قبل از اینكه به این موضوع بپردازیم ابتدا می خواهیم بدانمی فشار گاز و فشار گاورنر چگونه ایجاد می شوند و هدف از ایجاد آنها چیست؟

فشار گاز

همانطور كه قبلاً تشریح شد فشار گاز یكی از فشارهای مورد استفاده در كنترل نقاط تعویض به دنده بالاتر (UP Shift ) و به دنده پائینتر (Down Shist )در یك گیربكس اتوماتیك است.
فشار گاز این وظیفه را متناسب با بار موتور یا گشتاور خروجی كه در هر لحظه مستقیماً وابسته به شرایط رانندگی است، به انجام می رساند.

در بیشتر گیربكس ها از فشار گاز برای كمك به تنظیم فشار خط اصلی استفاده می شود. زمانی كه گشتاور خروجی موتور زیاد است در گیربكس ها درگیری محكم‌تر كلاچها و ب اندها برای جلوگیری از لغزش ضروری است. برای دستیابی به فشار بیشتر در خط اصلی، فشار گاز ( یا شكل تغییر یافته‌اش) از طریق كانالهایی به سمت سوپاپ تقویت كننده واقع در یك طرف رگلاتور فشار هدایت می‌ شود.

منبع :

www.smsm.ir

سیستم های هیدرولیكی گیربكس – TRANSMISSON HYSRAULIC SYSTEMS

کلمات کلیدی : سیستم,های,هیدرولیكی,گیربكس,–,TRANSMISSON,HYSRAULIC,SYSTEMS,سیستم های هیدرولیكی گیربكس – TRANSMISSON HYSRAULIC SYSTEMS , مقالات مهندسي , مهندسي مكانيك , کامپیوتر، مکانیک، برق، عمران، شیمی، پزشکی سیستم+های+هیدرولیكی+گیربكس+–+TRANSMISSON+HYSRAULIC+SYSTEMS+

آخرین مطالب مشاهده شده توسط کاربران :