مبدل گشتاور
Torque Converter
در سیستم های انتقال قدرت که دارای گیربکس اتوماتیک هستند، بین واحد محرک (موتور) و گیربکس به جای کلاچ از تجهیزی به نام مبدل گشتاور (Torque Convertor) استفاده می شود.مبدل گشتاور غالبا” در خودرو های گیربکس اتوماتیک و سایر وسایل حمل و نقل جاده ای کاربرد دارد.
هنگام توقف خودرویعنی متوقف شده چرخ ها وسایر اجزائ انتقال قدرت و با هدف جلوگیری از متوقف شدن موتور، مبدل گشتاور، همانند کلاچ اجازه می دهد تا موتور بدون نیاز به خاموش شدن به حرکت خود ادامه دهد (حالت خلاص).
مبدل گشتاور چگونه کار می کند؟
ساختاروعملکرد مبدل گشتاورتقریبا” مشابه کوپلینگ هیدرولیکی است و اجزاء اصلی آن عبات اند از:
- ایمپلر (پمپ)
- استاتور
- توربین
- کلاچ
- سیال (روغن)
پوسته ی(Housing) مبدل گشتاور به فلای ویل موتور بسته می شود ، بنابراین با سرعتی (دور) برابر با سرعت موتور دوران خواهد کرد.پره هایی که تشکیل دهندهء پمپ (Impeller) هستند داخل پوسته بوده و بنابراین با سرعتی معادل پوسته دوران می کند.در نتیجهء این دوران سیال تحت نیروی سانتریفوژ از مرکز ایمپلر به داخل آن مکیده شده و از نوک خارجی پره ها از توربین خارج می شود.
مسلم است که به منظور ورود سیال به توربین،سیال بایستی ازنوک خارجی پره های توربین وارد شود. پس سیال باید برای خروج ازتوربین از سمت نوک داخلی پره های توربین عبور نماید وبه همین دلیل پره ها باید مطابق شکل زیر تغییر جهت بدهند.
این تغییر جهت ، همانند پره های توربین های عکس العملی (Reaction Turbine) موجب به دوران درآمدن توربین ، به دلیل نیروی عکس العملی سیال روی پره می شود. البته در جهت مخالف دوران ایمپلر می شود.
توربین ازطریق شفت مرکزی خود به گیربکس متصل است و در نتیجه گیربکس نیز به دوران واداشته خواهد شد.حال نیاز است که مجددا سیال از مرکز ایمپلر وارد آن شود، در صورتیکه سیال بخواهد مستقیما از توربین وارد ایمپلر شود ، چون جهت دوران آن ها متفاوت است ، دو جریان به یکدیگر برخورد کرده و باعث افت انرژی و عدم کارایی سیستم خواهد شد.به همین دلیل از یک قطعه ثابت به نام استاتور استفاده می شود. این قطعه که در مرکز مبدل قرار می گیرد ، دارای پره هایی است که جهت جریان خروجی از توربین را تغییر داده و هم جهت با جریان ورودی به مرکز ایمپلر می سازد.
استاتور از طریق یک کلاچ یکطرفه که داخل استاتور، تعبیه شده است و به واسطهء یک شفت ثابت روی پوسته گیربکس، متصل می شود. درصورتیکه جریان روغن برگشتی از توربین به ناحیه مقعر استاتور برخورد کند و سعی در چرخش استاتور در جهت عکس عقربههای ساعت (عکس جهت چرخش موتور) را داشته باشد، کلاچ یکطرفه قفل شده و استاتور را ثابت نگه می دارد، در این وضعیت است که استاتور قادر است انرژی جریانِ روغن به سمت ایمپلر را بازیافت نماید.
محدود کننده گشتاور
Torque Limiter
در سیستمهای انتقال قدرت و به منظور حفاظت از تجهیزات حساس در مقابل بارهای اضافی (Overload) از وسیله ای که به نام محدود کننده گشتاور(Torque Limiter) استفاده می شود.این وسیله از نظر مکانیزم قطع گشتاور در انواع مختلفی طراحی و ساخته می شوند:
- اصطکاکی(Friction) :
این نوع همانند کلاچ های اصطکاکی می باشد که درهنگام اوورلود، صفحات درگیر نسبت به هم لغزش(Slip) کرده و انتقال گشتاور متوقف می شود.
- پین برشی (Shear Pin) :
ساده ترین نوع محدود کننده گشتاور بوده و افزایش بیش از حد بار باعث بریده شدن یک یا تعدادی پین و نتیجتا” قطع گشتاور می شود.برای راه اندازی مجدد سیستم ،بایستی پینهای نو جایگزین شوند.
- ساچمه ای (Ball Detent) :
انتقال قدرت بین دو توپی (Hub) از طریق ساچمه هایی که داخل نشیمنهایی به شکل مخروطی یا ناخنی قرار گرفته و توسط فنر هایی به نشیمن ها نیرو وارد می کنند انجام می شود.هنگام بار اضافی ساچمه ها از نشیمن های خود برخواسته و توپی ها و انتقال قدرت بین توپی ها قطع می گردد.
- ضامنی (Pawl Detent) :
در این نوع به نام جغجغه ای هم نامیده می شود،بجای ساچمه ازضامنهایی که درنشیمن های خود توسط فنر فشار داده می شود استفاده می گردد.مقدار نیروی فشاری فنر ها تعیین کننده مقدار گشتاور انتقالی است.
- انواع دیگر :
محدود کننده های گشتاور فوق الذکر انواع مکانیکی آنها هستند.انواع دیگری که ازنیروی مغناطیسی یا هیدرولیکی جهت انتقال قدرت بین توپی یا شفت های محرک و متحرک استفاده می شوند نیز در صنعت مورد مصرف واقع می گردند.
