کِلاچ (کِلاژ یا کِلاج) (به انگلیسی|Clutch) نام یکی از قطعات خودرو است. ریشه لغوی کلاچ یک کلمه انگلیسی به معنی اتصال است. لیکن معنی رایج آن به وسیلهای اطلاق میگردد که عمل اتصال یا قطع کردن را انجام میدهد.
در خودرو کلاچ اتصال بین فلایویل موتور و گیربکس را برقرار می کند و روی آن کنترل دارد.
کلاچ وسیله ای است که به کمک آن راننده هر زمان که بخواهد میتواند اتصال موتور را از جعبهدنده جدا نماید، بدین معنی که موتور روشن باشد بدون اینکه چرخ دندهها در جعبهدنده بچرخند و خودرو حرکت نماید.
کاربرد کلاچ در مواقع تعویض دنده یا متوقف کردن خودرو است آن هم برای اینکه موتور خاموش نشود.
کلاچ وسیله ای مکانیکی است که برای انتقال نیرو از آن استفاده می شود. این انتقال نیرو در حالت درگیر، از یک قسمت (مولد نیرو) به قسمتی دیگر (دستگاه انتقال نیرو) انجام می شود، اما کلاچ همیشه درگیر نیست و می تواند آزاد باشد. کلاچ ها در هر جایی که کنترل انتقال نیرو و یا حرکت نیاز باشد، کاربرد دارند، چه برای کنترل میزان انتقال نیرو و یا مدت زمان آن. برای مثال، در پیچ گوشتی های الکتریکی میزان نیروی لازمه برای باز کردن پیچ ها توسط کلاچ منتقل می شود و یا در اتومبیل ها کلاچ وظیفه کنترل انتقال نیرو را به چرخ ها دارد.
کلاچ وسیلهایست برای انتقال حرکت چرخشی از یک شفت به شفت دیگر. کلاچ در واقع یک وسیله قطع کردن و یا وصل کردن است که در سیستمهای انتقال نیرو بکار میرود. اصولاً در سیستمهای انتقال نیرو، توان و نیروی تولید شده در موتور برای استفاده به شکلی دیگر و یا استفاده در جایی دیگر نیاز به جابجایی و انتقال دارد. حال برای آنکه بتوان بر روی این انتقال نیرو کنترلی را اعمال کرد؛ سادهترین راه استفاده از یک کلاچ است تا هر زمان که نیاز به توقف انتقال نیرو باشد این عمل انجام پذیرد.
قطع کردن نیرو به علل نیرو زیر لازم است :
1- گشتاور حاصل از پیستون یک موتور جرقه ای در سرعت خیلی کم صفر بوده و با زیاد شدن سرعت موتور زیاد می شود تا به حد متوسطی می رسد بنابراین برای وارد کردن گشتاور کافی به قسمت های به حرکت دراورنده خودرو (چرخ ها) در لحظه شروع به حرکت لازم است موتور قبل از انتقال نیروی خود به قسمت مورد استفاده قرار دهنده نیرو با سرعت کم و بدون بار حرکت کند.
2- تعویض دنده ها تقریبا برای یک راننده در هنگام ارتباط موتور با دستگاه انتقال نیرو و غیره ممکن است کلاچ باعث قطع شدن انتقال نیرو از موتور به قسمت های حرکت کننده شده و در نتیجه عوض کردن دنده اسان می شود.
3- در هنگام راه اندازی موتور بهتر است که گشتاور اینرسی قسمت های دوار را که راه انداز را به در می اورد به حداقل رساند این عمل با قطع کردن قسمت های مورد استفاده قرار دهنده نیرو از میل لنگ به وسیله کلاچ عملی می شود.
کاربرد و چگونگی عمل کلاچ
آنچه بیان شد، ساختار ساده و اساس کار یک کلاچ صفحهای است که در بیشتر خودروها بکار گرفته میشود. این نوع کلاچ یک اتصال اصطکاکی میان موتور اتومبیل به عنوان منبع تولید توان و جعبه دنده اتومبیل برقرار میکند. در حالی که کلاچ اتومبیل درگیر است توان از موتور به جعبه دنده و از آنجا به چرخها انتقال مییابد. لیکن گاهی لازم میشود که دنده مورد استفاده در جعبه دنده خودرو بر حسب شرایط جاده و سرعت حرکت تغییر یابد. برای آنکه بتوان این تغییر را به راحتی انجام داد، ابتدا لازم است که توان موتور از چرخ دندههای موجود در جعبه دنده جدا شود. برای قطع کردن این ارتباط توانی میان جعبه دنده و موتور از کلاچ استفاده میشود. این کار برای راننده اتومبیل میتواند به راحتی فشار دادن یک پدال به کمک پای چپ خویش باشد. لیکن فشار دادن این پدال پایی باعث فاصله گرفتن محور جعبه دنده از صفحه ی در حال چرخش موتور (فلایویل) خواهد شد.
همانطوری که پیشتر توضیح داده شد، بوجود آمدن فاصله، معادل است با قطع ارتباط و انتقال توان میان موتور و جعبه دنده. در این حالت راننده برای مدت کوتاهی پدال کلاچ را فشرده نگه میدارد و در حالی که جعبه دنده تحت تاثیر هیچ نیروی خاصی قرار ندارد یا به اصطلاح خلاص است، دنده مناسب را انتخاب کرده و جعبه دنده را در دنده مطلوب قرار میدهد و سپس پدال کلاچ را رها میکند. در این لحظه انتقال توان از موتور به جعبه دنده دوباره از سر گرفته خواهد شد.
در ساده ترین حالت وظیفه کلاچ اتصال و قطع ارتباط دو شفت در حال چرخش است. در این حالت یکی از شفت ها معمولا به یک موتور متصل است و شفت دوم وظیفه تامین نیروی لازمه برای انجام کارها را به عهده دارد. کلاچ یا درگیر است و یا آزاد؛ در حالت درگیر، دو شفت را در هم متصل می کند و باعث چرخش آن ها با سرعت مساوی و یا چرخش آن ها با سرعت متفاوت می شود. زمانی که کلاچ آزاد است، شفت ها از هم جدا هستند.
دستگاه کلاچ به وسیله پدال کلاچ که زیر پای چپ راننده قرار گرفته بکار میافتد. برای بکار انداختن کلاچ، راننده میبایست با پای چپ پدال کلاچ را تا انتها فشار بدهد.به این ترتیب که با فشار به پدال کلاچ صفحه فلایویل جدا می شود و نیرو به گیربکس (جعبه دنده) نمی رسد و در نتیجه چرخ های وسیله نقلیه ازاد می شود بر عکس با رها کردن کلاچ صفحه کلاچ به فلایویل می چسبد ونیروی موتور تابع سرعت و قدرت دنده گیربکس می شود.
قطعات کلاچ عبارتند از صفحه کلاچ و دو شاخه کلاچ و صفحه فلایویل و بلبرینگ کلاچ و اهرم و شاخک ها صفحه دهنده و دیسک کلاچ که از یک کاسه مانند از نوع چدن تشکیل شده است.
برای تعویض دنده ها باید باید وسیله ای به طور موقت نیرو را از گیربکس آزاد نماید و پس از تعویض دنده مجددا نیرو را برقرار کند. این وظیفه بر عهده سیستم کلاچ اتومبیل است.برای آزاد کردن کلاچ، کاسه ساچمه آزادکننده (بلبرینگ کلاچ) به وسیله پدال به یک طرف رانده می شود. حرکت کاسه ساچمه آزاد کننده باعث می شود که اهرم آزاد کننده مانع از فشار دادن صفحه فشار شده و فنر ها را تحت فشار قرار دهد. و با این کار درگیری کلاچ از بین رفته و کلاچ آزاد می شود.
به حالتی که کلاچ گرفته میشود حالت خلاصی و به حالتی که کلاچ رها میشود حالت درگیر شدن کلاچ گفته میشود.
عملكرد كلاچ در حالت آزاد بودن پدال
در این وضعیت فنر خورشیدی، صفحه فشاری را به طرف جلو فشار میدهد و لنت صفحه كلاچ را به فلایویل میچسباند و به این ترتیب حركت رفت و برگشتی پیستونهای موتور كه به گشتاور پیچشی در میل لنگ تبدیل میشود، با چرخش فلایویل، مجموعه كلاچ را میچرخاند. سپس گشتاور اصطكاكی صفحه كلاچ به توپی میرود و از طریق دندههای داخلی آن (هزار خاری) به شفت ورودی جعبه دنده و سپس به دیفرانسیل انتقال مییابد تا تقسیم دور شود و به چرخها انتقال یابد.
عملكرد كلاچ در حالت كلاچ كردن
در این وضعیت نیروی پدال (نیروی پای راننده) توسط اهرمبندی از طریق سیستم هیدرولیكی (پمپی) و یا مكانیكی (سیمی) به شكل جابه جایی در دو شاخه كلاچ و حركت محوری در بلبرینگ كلاچ به بلبرینگ انتقال مییابد. بلبرینگ كلاچ قسمت داخلی فنر خورشیدی را به جلو فشار میدهد (اعمال نیروی جدایش) و فنر خورشیدی كه روی پوسته دیسك حالت الاكلنگی دارد، صفحه فشار را به عقب میكشد و فاصلهای چندمیلیمتری میان صفحه فشاری، فلایویل و لنتهای دوطرف صفحه كلاچ ایجاد میكند و امكان انتقال گشتاور اصطكاكی را از بین میبرد و با برداشتن بار از جعبه دنده، تعویض دنده را میسر میكند. با آزاد كردن پدال كلاچ، فنر خورشیدی به حالت اولیه برمیگردد و به سرعت نیروی گیرش را در صفحه كلاچ ایجاد میكند. عمل اتصال صفحه فشاری به پوسته كلاچ توسط فنرهای برگی انجام میشود.
هنگام اتصال صفحات به یكدیگر، به دلیل شوك ناشی از گشتاور موتور و نیز دور كم چرخدندههای گیربكس، صفحه ضربهگیر كه با پرچ لنتها را در محل خود نگه میدارد، نقش یك كوسن یا بالشتك را ایفا میكند و با جمع شدن، پایداری سیستم را در این مرحله افزایش میدهد. همچنین در زمان جدا شدن صفحات از یكدیگر، این فنر كه قبلاً به علت نیروی گیرش فشرده شده بود، باز میشود و اجازه میدهد قطع گشتاور در زمان طولانی انجام شود و خلأ گشتاور در سیستم به وجود نیاید. فنرهای پیچشی صفحه كلاچ كه با اهرمبندی خاصی داخل صفحه نصب شدهاند، زمانی وارد عمل میشوند كه میخواهیم گشتاور موتور را به جعبه دنده منتقل كنیم.
در این هنگام گشتاور محرك موتور تمایل به چرخاندن سیستم و گشتاور مقاوم جعبه دنده و اجزای بعدی انتقال قدرت از جمله میله گاردان، دیفرانسیل و غیره تمایل به نگه داشتن سیستم دارند، این دو گشتاور كه خلاف جهت هم اثر میكنند (اولی روی لنتها و دومی روی چرخ دندههای توپی صفحه كلاچ اثر میكند) ممكن است صفحه كلاچ را دچار گسیختگی و خم شدن كنند و یا از حالت
تختی خارج كنند. برای جلوگیری از عیوب گفته شده، فنرهای پیچشی به صفحه كلاچ امكان چرخیدن در محل خود در حدود صفر تا ده درجه را میدهند (اهرمبندی به گونهای است كه حركت پیچشی صفحه كلاچ حول محور توپی، به صورت نیروی فشاری روی سطوح انتهایی فنرها اعمال میشود) و سپس با نیروی عكسالعمل فنرها، صفحه به حالت اولیه باز میگردد و به این ترتیب انتقال حركت و گشتاور به نرمی و سهولت انجام میشود. برای عملكرد نرم سیستم در این حالت، در بعضی خودروها از چند نوع فنر با خصوصیات فنری و طولهای مختلف استفاده میكنند تا در درجات پیچش مجموعه، به مرور و با توجه به ضریب فنریت خود، درگیر شوند و ضربهگیری و انتقال نیرو و گشتاور به گونهای مناسبتر صورت گیرد. علاوه بر حالت Drive كه دور بالای موتور را نسبت به سیستم انتقال قدرت شاهدیم، وضعیت Over-Drive نیز مطرح است.
زمانی كه خودرو در سراشیبی تندی قرار میگیرد و با دنده سنگین حركت میكند یا وقتی كه از دنده معكوس استفاده میكنیم، (گشتاور بالاتر بخش متحرك خودرو) بخش توپی صفحه كلاچ تمایل به چرخش و بخش لنتها تمایل به ایستادن دارند كه در این وضعیت، فنرهای پیچشی در خلاف جهت، فشرده میشوند و همان ضربهگیری و تعادل در انتقال قدرت اتفاق میافتد.
وضعیت كلاچ در حالت نیم كلاچ
در حالت نیم كلاچ كردن، صفحه كلاچ در وضعیت نیمه آزاد، مابین فلایویل و صفحه فشاری دیسك قرار میگیرد تا بتواند بدون وارد آوردن فشار زیاد به موتور، گشتاور پیچشی زیادی را منتقل كند و در صورتی كه چرخها به گشتاور بالایی برای حركت نیاز داشته باشند و موتور جوابگوی آن نباشد، باز هم بكسباد كردن لنتها سبب قطع ارتباط ناقص میشود و از خاموش شدن موتور جلوگیری میكند. این وضعیت را هنگام شروع به حركت كردن خودرو نیز میتوان مشاهده كرد.
انواع کلاچ
همانطور که گفته شد کلاچ وسیله ای را برای جدا کردن دستگاه مولد نیرو و از سایر قسمت های استفاده از نیرو تامین می کند کلاچ انواع مختلفی دارد : یک صفحه ای و دو صفحه ای و روغنی و خشک و کلاچ های اتوماتیک و .
الف) كلاچهایی كه با استفاده از نیروی عضلانی، قطع و وصل ارتباط را انجام میدهند. در موارد وم، برای صرف نیروی كمتر از وسایل كمكی هیدرولیكی یا هوایی نیز استفاده میكنند. این كلاچها در انواع زیر دستهبندی میشوند:
۱) كلاچهای یك صفحهای با فنرهای مارپیچی مانند كلاچ مینیبوس و اتوبوس
۲) كلاچهای یك صفحهای با فنر دیافراگمی مانند كلاچ خودروهای پراید، پیكان، پژو و زانتیا
۳) كلاچهای دوصفحهای با هر دو نوع فنر مانند كلاچ تراكتور
۴) كلاچهای چند صفحهای مانند كلاچ موتورسیكلت
ب) كلاچهایی كه عمل قطع و وصل ارتباط را به طور خودكار انجام میدهند. از این گروه انواع كلاچهای زیر بیشتر به كار میروند:
۱) كلاچهای وزنهای
۲) كلاچهای هیدرودینامیكی
۳) كلاچهای الكترومغناطیسی
۴) كلاچهای تركیبی كه مجموعهای از انواع كلاچهای ذكر شدهاند.
گفتنی است در این دستهبندی، زمینه استفاده در صنایع خودروسازی موردنظر بوده است، در حالی كه در صنایع ماشینسازی از انواع دیگر كلاچها كه در آنها نیرو به كمك چرخدنده، چنگك، فلانچ اتصال و میله انتقال مییابد، استفاده میشود.
اجزای كلاچهای تك صفحهای با فنر دیافراگمی
امروزه كلاچهای یك صفحهای با فنر خورشیدی در خودروهای سواری به طور گستردهای مورد استفاده قرار میگیرند. هر مجموعهای از این كلاچها شامل دیسك كلاچ، صفحه كلاچ و بلبرینگ كلاچ است كه به مجموعه آن كیت كلاچ گفته میشود و توسط سیستمهای محرك مختلفی از جمله سیستم هیدرولیكی یا سیمی و به كمك اهرم كلاچ، نیروی پدال را منتقل میكند. قطعات كلیدی دیسك كلاچ شامل فنر خورشیدی یا دیافراگمی، صفحه فشاری، پوسته خارجی، فنرهای برگی و قطعات اصلی صفحه كلاچ شامل توپی، كفشك یا لنت، صفحه ضربهگیر، فنرهای پیچشی و همچنین بلبرینگ كلاچ متشكل از دو بخش بلبرینگ و پوسته است.
طراحی و ساخت قطعات سیستم كلاچ برای حصول اطمینان از وجود مقدار لازم نیروی گیرش و جدایش موردنیاز عملكرد سیستم و نیز پایایی آن انجام میگیرد، به همین دلیل توجه ویژه به پارامترهای ابعادی و عملكردی قطعات كلیدی سیستم، از اهمیت ویژهای برخوردار است تا بتواند ارتباط مناسبی بین موتور و جعبهدنده پدید آورد. هر چند كه در حال حاضر تكنولوژی تولید قطعاتی چون فنر خورشیدی، لنت كلاچ، صفحه ضربهگیر، بلبرینگ و غیره به علت پروسه بسیار پیچیده آن و استفاده از فناوری ساخت دقیق و گران قیمت، در داخل كشور با كیفیت پایینی امكانپذیر بوده و مستم صرف هزینههای فراوان و دانش فنی بالایی است، ولی با توجه به رشد قابل توجه دانش فنی كلاچ در سالهای اخیر، امید میرود كشور ایران راه خود را برای حضور در كنار كلاچسازان معتبر جهانی هموار كند.
حذف ارتعاش میل لنگ
به علت فاصله زمانی موجود بین ضربات قدرت منطقه میل لنگ گاهی در میل لنگ ارتعاش های پیچشی شدید به وجود می اید اگر این ارتعاش ها به بدنه منتقل کننده نیرو منتقل شود صدای شدیدی تولید شده و دنده نیز به زودی سائیده می شود برای جلوگیری از این وضع بعضی انواع طرح های حذف کننده ارتعاش لازم است کلاچ بهترین جای تعبیه این طرح هاست این طرح معمولا شامل فنرهای لوله های و واشرهای اصطکاکی تعبیه شده و در صفحه کلاچ می باشد بنابراین در هنگامی که میل لنگ به طور پیچشی ارتعاش دارد حرکت نسبی بین رویه های اصطکاکی و تیغه محوری به وسیله فنرهای لوله ای امکان پذیر است و نیروی ارتعاشی به وسیله واشر اصطکاکی حذف می شود.
ایرادات سیستم کلاچ
1- لرزش اتومبیل هنگام رها کردن کلاچ
به علت خسته شدن و از فنریت افتادن توپی صفحه کلاچ نیروی وارد به صفحه کلاچ خنثی شده و در نتیجه هنگام حرکت اتومبیل دچار لرزش می شود معیوب بودن فنرهای صفحه فشار دهنده دیسکهم همین عیب را دارد برای رفع این عیب باید صفحه کلاچ به طور کامل تعویض شود.
2- بکسواد کلاچ
به علت تمام شدن لنت صفحه کلاچ یا چرب شدن لنت کلاچ بکسواد کرده و در نتیجه نیروی موتور به یکدیگر به طور کامل منتقل نمی شود برای رفع عیب باید اقدام به تعویض لنت و رفع چربی روی لنت کرد.
نکته : عواملی که باعث چرب شدن لنت می شود معیوب شدن کاسه نمد جلو گیربکس و انتهای میل لنگ است.
اگر کلاچ از کار افتاد چه کار کنیم ؟
همانطور که میدانید در زمانی که موتور خودروی شما روشن است و خودرو در حال توقف می باشد بدون استفاده از کلاچ، گیربکس درگیر نمی شود و نمی توان اینگونه شروع به حرکت نمود، حال اگر در یک جاده و دور از امکانات تعمیراتی سیم کلاچ پاره شد و یا در خودروهایی با کلاچ روغنی،پمپ کلاچ ایراد پیدا کرد و در نهایت به هر دلیلی پدال کلاچ از کار افتاد، چه باید کرد؟
هنگامی که پدال کلاچ را به پایین فشار می دهیم، قدرت و فشار موتور از روی جعبه دنده یا همان گیربکس برداشته می شود و شما به راحتی می توانید با جابجایی دسته دنده، دنده مورد نظر خود را متناسب با سرعت مد نظر انتخاب کنید اما هنگامی که پدال کلاچ غیر فعال شده است باید راه چاره ای اندیشید.
در زیر اقدامات مربوط به راه اندازی خودرو و همچنین تعویض دنده بدون کلاچ در مواقع اضطراری جهت رساندن خودرو به آبادی و یا مراکز تعمیراتی آمده است:
اگر در هنگام رانندگی با خودروی سالم و بدون سابقه ی خرابی گیربکس جهت تعویض دنده اقدام نمودید و این کار با موفقیت انجام نشد به احتمال زیاد پدال کلاچ شما به هر دلیلی از کار افتاده است.
اگر خودرو را متوقف کرده اید، موتور را خاموش کنید. دسته دنده را در وضعیت دنده یک قرار دهید.
مراقب باشید که جلوی خودروی شما کسی یا چیزی نباشد که به محض شروع حرکت، نیازی به گرفتن ترمز نباشد.
پدال گاز را کمی فشار داده و استارت بزنید.( به احتمال زیاد تجربه ی غافلگیر شدن از جهش خودرو در موقع استارت وقتی که دنده خلاص نیست را دارید )
خودرو با یک جهش شروع به حرکت با دنده یک می کند و اکنون که آمادگی جهش را دارید و مانعی هم در جلوی خودرویتان وجود ندارد دیگر غافلگیر نمی شوید و با تنظیم فشار پا بر روی پدال گاز حرکت خودرو با دنده یک متعادل می گردد.
حال که خودروی شما با دنده یک در حال حرکت نرمال قرار دارد، توجه داشته باشید که با هر ترمز که منجر به ایستادن خودرو شود، موتور خاموش می گردد و می توانید حرکت اول را دوباره تکرار کنید تا خودرو دوباره شروع به حرکت کند.
جهت ادامه مسیر تا رسیدن به مقصد مورد نظر، حرکت با دنده یک بسیار زمانبر بوده و در مسیرهایی مانند اتوبان و بزرگراه بسیار خطرناک است لذا در این هنگام نیاز به تعویض دنده پدیدار می گردد.
برای تعویض دنده در حالت نرمال با فشار دادن پدال کلاچ تا انتها، دیسک و صفحه کلاچ از هم فاصله گرفته و ارتباط قدرت موتور با چرخش چرخ دنده های گیربکس قطع می شود.
برای تعویض دنده بدون کلاچ باید بدانید که چرخ دنده ی اصلی و دنده های دیگر(مانند 1 و 2 و 3 و .) در دل یکدیگر جای می گیرند و مقداری لقی و خلاصی در این ارتباط وجود دارد که با گاز دادن، فشار موتور بر روی چرخ دنده ها بیشتر شده و چرخ دنده ی اصلی به دنده های دیگر بیشتر چفت می شود، پس جهت خلاص کردن دنده پایتان را از روی پدال گاز بردارید و دسته دنده را به راحتی در وضعیت خلاص قرار دهید.
اکنون با سرعت بین پانزده الی بیست کیلومتر در ساعت در حال حرکت هستید و دنده ی گیربکس نیز در وضعیت خلاص است و کلاچ خودروی شما نیز کار نمی کند و شما نیز به تمام ابعاد این وضعیت واقفید و کنترل این شرایط را با کمال خونسردی در دست دارید، حال اندکی به پدال گاز فشار آورده و دست خود را به آرامی بر روی دسته دنده گذاشته و به سمت دنده دو متمایل سازید، با اندکی فشار دست و بازی کردن پا با پدال گاز، دنده جا می رود،(با پیدا کردن سرعت مناسب خودرو و میزان گاز دادن،دنده براحتی جا می رود) در این لحظه بابت عدم مهارت برای بار اول احتمال شنیده شدن صدای قیژ (یا همان صدای آب هویج گرفتن معروف) زیاد است ولی به کار خود ادامه دهید چرا که با چند بار شنیده شدن صدای قیژ (مربوط به دنده برنجی جعبه دنده) به گیربکس خودروی شما آسیبی نمی رسد.
به ترتیبی که گفته شد با افزایش سرعت خودرو می توانید دنده های سبکتر را انتخاب کنید، در این راستا باید در نظر داشته باشید که به هنگام تعویض دنده،ظرفیت دنده ی فعلی نباید به اصطلاح پُر باشد و به عبارت دیگر دنده ای به راحتی جا می رود که دنده ی مُرده باشد.
به هنگام مع کردن دنده نیز مقدار سرعت خودرو با دنده و میزان فشار دادن پدال گاز می بایست متناسب باشد البته توصیه تام سرویس به شما این است که تا زمانی که در این کار تبهر پیدا نکرده اید، در وضعیت اورژانسی غیر فعال شدن کلاچ، با احتیاط رانندگی کنید.
درباره این سایت