دنده ماشین چگونه کار می کند؟

دنده ماشین چگونه کار می کند؟ - یک

تا به حال پشت فرمان ماشین نشسته اید؟ پیش دست راننده چطور؟ همیشه اولین سوالی که برای بچه ها در این موقعیت پیش می آید این است که چرا راننده مجبور است مدام دنده عوض کند؟ چرا نمی شود فقط با بیشتر گاز دادن، تندتر رفت؟

اگر کمی درباره دنده بدانید، سوال هایتان هم کمی پیشرفته تر می شود. ممکن است از خودتان بپرسید وقتی در دنده عوض کردن اشتباه می کنید، آیا دنده ها خرد می شوند یا اینکه وقتی کلاچ را زود رها می کنید یا دیر کلاچ می گیرید، سر و صدایی که می شنوید از کجا می آید. آیا ممکن است در اثر رانندگی اشتباه، دنده ها خراب شوند؟

می توانید پاسخ همه این سوال ها را خودتان پیدا کنید. فقط کافی است کمی همت و حوصله به خرج دهید.

دنده چه کار می کند؟

ماشین ها دنده می خواهند چون دور موتور آنها نباید از حد معینی بالاتر رود. اگر دقت کرده باشید در کنار سرعت سنج ماشین ها عقربه دیگری وجود دارد که دور موتور را نشان می دهد. در قسمت انتهایی این عقربه ناحیه ای وجود دارد که با رنگ قرمز مشخص شده است. اگر موتور ماشین مدتی در این محدوده کار کند، از کار می افتد. اگر سرعت کار موتور از حد معینی تجاوز کند حتی ممکن است باعث انفجار آن شود.

علاوه بر این، بیشترین توان و گشتاور موتور در یک محدوده خاص از دور موتور به دست می آید و هرچه از این محدوده دور شویم، توان موتور افت می کند. کاری که دنده می کند اینست که بدون تغییر دور موتور، امکان رسیدن به سرعت های مختلف را فراهم می نماید. با دنده عوض کردن موتور را در بهترین وضعیت خود حفظ می کنید، اما در عین حال می توانید در سرعت های مختلف برانید.
دنده از یک طرف توسط کلاچ به موتور وصل می شود و از طرف دیگر با یک محور به دیفرانسیل متصل است. حرکت از موتور می آید، سرعت و قدرت آن در دنده تنظیم میشود و توسط محور و دیفرانسیل به چرخ ها منتقل می شود. در یک ماشین پنج دنده معمولی، پنج جفت چرخ دنده با نسبت های مختلف وجود دارد که پنج سرعت مختلف را در خروجی ایجاد می کنند. در جدول زیر تعدادی از این نسبت ها به عنوان مثال آورده شده است.

دنده	نسبت چرخ دنده ها	سرعت چرخش محور خروجی از جعبه دنده(دور در دقیقه)
1	315:1/2	1295
2	568:1/1	1913
3	195:1/1	2510
4	000:1/1	3000
5	915:1/0	3278

در جدول بالا فرض شده است که دور موتور در 3000 دور در دقیقه ثابت باقی بماند.

یک دنده ساده

برای اینکه با نحوه کار دنده ماشین آشنا شوید، در این شکل، جعبه دنده یک ماشین فرضی نشان داده شده است که بسیار ساده است و فقط دو دنده دارد. فرض کرده ایم دنده ماشین خلاص است، یعنی هیچ نیرویی از موتور به چرخ ها منتقل نمی شود. بیایید با هم نگاهی به قسمت های مختلف شکل بیندازیم تا وظیفه هر یک را برای شما شرح دهیم:

• محور سبز رنگ به کلاچ متصل است. این محور و چرخ دنده سبز با هم کار می کنند. کلاچ ابزاری است که انتقال نیروی موتور به جعبه دنده را کنترل می کند. وقتی پایتان را روی کلاچ فشار می دهید، ارتباط موتور و جعبه دنده قطع می شود؛ پس موتور می تواند کار کند در حالیکه ماشین ثابت است. اگر پدال را رها کنید، محور سبز به موتور متصل می شود و چرخ دنده سبز رنگ با همان سرعت موتور شروع به چرخش می کنند.

• محور قرمز و چرخ دنده های قرمز رنگ، "محور کمکی" نامیده می شود. کل این مجموعه به هم متصل است، پس تمام چرخ دنده های روی آن با هم حرکت می کنند. محور سبز و محور قرمز توسط دو چرخ دنده مستقیما به هم متصل اند و اگر محور سبز حرکت کند، محور قرمز نیز می چرخد؛ به این ترتیب هر وقت که پای شما روی کلاچ نباشد، قدرت از موتور به محور کمکی می رسد.
• محور زرد یک محور دندانه دار است که محور محرک را می چرخاند. محور محرک نیز از طریق دیفرانسیل به چرخ های ماشین متصل می شود و آنها را به حرکت در می آورد. هر زمان که چرخ های ماشین بچرخند، محور زرد هم در حال چرخش است.
• چرخ دنده های آبی روی بلبرینگ قرار گرفته اند، پس می توانند مستقل از محور زرد بچرخند. اگر موتور خاموش باشد ولی ماشین حرکت کند، محور زرد می تواند در درون این چرخ دنده ها بچرخد، درحالیکه چرخ دنده های آبی و محور کمکی بی حرکت هستند.
• وظیفه حلقه این است که یکی از دو چرخ دنده آبی را به محور زرد خروجی متصل کند. حلقه از طریق تعدادی برجستگی خار مانند به محور زرد متصل می شود و آن را می چرخاند. حلقه می تواند به چپ و راست حرکت کند تا با یکی از دو محور آبی رنگ درگیر شود. روی حلقه برآمدگی هایی است که با سوراخ هایی که روی دو چرخ دنده تعبیه شده است، جفت می شود.( این برآمدگیها را به خاطر بسپارید، چون جواب بعضی از سوالهایتان به آن مربوط می شود. )

حالا که نحوه کار هر یک از این قسمت ها را فهمیدید، فرض می کنیم که ماشین با دنده یک حرکت کند. همان طور که در شکل زیر می بینید وقتی با دنده یک جلو می روید، حلقه به چرخ دنده آبی سمت راست می چسبد.

محور سبز که به موتور متصل است محور کمکی را می چرخاند. هردو چرخ دنده آبی شروع به حرکت می کنند، اما چون حلقه به چرخ دنده سمت راست متصل است، محور زرد با سرعتی برابر آن حرکت می کند. چرخ دنده آبی سمت چپ هم روی بلبرینگ خود هرز می چرخد.
اگر حلقه بین دو دنده باشد می گوییم دنده خلاص است. هر دو چرخ دنده آبی روی بلبرینگ های خود می چرخند اما محور زرد ثابت است. دنده واقعی کمی پیچیده تر از مثال ساده ماست.

دنده واقعی

مدل سازی زیر قسمت های داخلی جعبه دنده یک ماشین چهار دنده را نشان می دهد. روی شماره دنده ها کلیک کنید تا دنده عوض شود. R دنده عقب و N وضعیت خلاص را نشان می دهد.

بیشتر ماشین های امروزی پنج دنده هستند. اگر می توانستید داخل جعبه دنده آنها را ببینید با چیزی شبیه این شکل مواجه می شدید.

سه اهرم وجود دارند که با سه میله به دسته دنده وصل می شوند. اگر از بالا به دنده نگاه کنید ظاهری شبیه به شکل بعد دارد. اگر دقت کنید می بینید که دنده ها دو تا دو تا در کنار هم قرار گرفته اند. دو دنده ای که در کنار هم هستند، به یک اهرم متصل می شوند. توجه کنید که وقتی می خواهید از دنده یک به دنده سه بروید، مجبورید که از یک نقطه میانی عبور کنید. وقتی از این نقطه رد می شوید در واقع یکی از اهرم ها از کار می افتد و اهرم دیگر جایگزین آن می شود(انگار دنده را یک بار خلاص کنید و بعد به دنده مورد نظر بروید). می توانید ببینید که وقتی دسته دنده را به چپ و راست حرکت می دهید اهرمهای مختلف و در نتیجه حلقه های متفاوتی را انتخاب می کنید. وقتی که دنده را جلو یا عقب می برید، حلقه به یکی از چرخ دنده ها می چسبد و با آن حرکت می کند.

دنده عقب

برای دنده عقب، یک چرخ دنده کوچک اضافه شده است. این چرخ دنده نقش خاصی ندارد و فقط جهت حرکت را عوض می کند. این چرخ دنده را "چرخ دلاله" می نامند. دنده عقب که در شکل کناری با رنگ آبی نشان داده شده است، همیشه در جهت مخالف تمام چرخ دنده های آبی رنگ دیگر می چرخد. بنابراین وقتی ماشین در حال حرکت رو به جلو است، نمی توانید ناگهان با دنده عقب حرکت کنید؛ چون برآمدگی های روی حلقه با سوراخ های روی چرخ دنده، درگیر نمی شوند.

همگام ساز، قطعه ای کوچک با کارایی بالا

در دنده بسیاری از ماشین های مدرن، قطعه ای بنام همگام ساز (Synchronizer) وجود دارد. دنده ای که در شکل نشان داده شده بود، فاقد همگام ساز بود. اگر بخواهید از این دنده در یک ماشین واقعی استفاده کنید، برای دنده عوض کردن باید دو بار کلاچ بگیرید. تمام ماشین های قدیمی همین طور بودند. هنوز هم تعدادی از ماشین های مسابقه ای با این سیستم کار می کنند.

فکر می کنید چرا باید دوبار کلاچ بگیرید؟

بار اول که کلاچ می گیرید، ارتباط موتور با جعبه دنده قطع می شود. پس فشار از روی برآمدگی های روی حلقه برداشته می شود تا شما بتوانید حلقه را به حالت خلاص منتقل کنید. بعد کلاچ را رها می کنید و موتور را به سرعت مناسب می رسانید. منظور از سرعت مناسب، دور موتوری است که با دنده بعدی تناسب دارد. یعنی کاری می کنید که برآمدگی های روی حلقه و چرخ دنده ای که مربوط به دنده بعدی است با سرعت یکسانی بچرخند تا برآمدگی های روی حلقه بتواند در چرخ دنده جفت شود. حالا مجبورید یک بار دیگر کلاچ را فشار دهید تا حلقه و دنده جدید با هم درگیر شوند.
همگام ساز این امکان را ایجاد می کند که حلقه و دنده، قبل از جفت شدن برآمدگی های روی حلقه، با هم تماس برقرار کنند. بنابراین حلقه و دنده می توانند قبل از اینکه چرخ دنده با برآمدگی های روی حلقه درگیر شود، سرعتشان را با هم وفق دهند. به شکل روبرو دقت کنید.
مخروطِ روی چرخ دنده آبی رنگ، در حفره مخروطی حلقه قرار می گیرد و اصطکاک آن با حلقه باعث همگام شدن حرکت حلقه و دنده می شود. سپس بخش بیرونی حلقه طوری می لغزد که برآمدگی های روی حلقه بتواند با دنده درگیر شود.

هر کمپانی شیوه و ایده های خاص خود را برای ساختن دنده به کار می برد، اما اساس کار تمام آنها همان چیزی است که خواندید. حالا چند نکته به شما می گوییم که به احتمال زیاد جواب سوال هایی است که پیش از خواندن این مطلب در ذهن شما وجود داشت:
• وقتی در تعویض دنده اشتباه می کنید، سر و صدای عجیبی که می شنوید صدای خرد شدن چرخ دنده های جعبه دنده نیست. همانطور که در تمام شکل های قبلی دیدید، تمام چرخ دنده های جعبه دنده همیشه در حال چرخش اند. صدا مربوط به برآمدگی های روی حلقه است که می خواهند درون سوراخ های یکی از دنده ها قرار گیرند، اما به دلیل بی دقتی شما نمی توانند این کار را انجام دهند.
• حالا می توانید بفهمید که چطور یک حرکت خطی کوچک دسته دنده باعث تعویض دنده می شود. دسته دنده، میله ای را جابجا می کند که به اهرم متصل است. اهرم نیز حلقه روی محور زرد رنگ را جابجا می کند تا آن را به یکی از دو چرخ دنده بچسباند.

موتور ماشين چگونه كار ميكند

آيا تا به حال پيش آمده كه كاپوت خودروي خود را بالا بزنيد و متعجب بمانيد كه آن داخل چه خبر است ؟

موتور خودرو مي تواند نمايشگر يك سري قسمتهاي فلزي , لوله هاي مختلف و سيمهاي گيج كننده باشد . شما ممكن است كه از روي كنجكاوي بخواهيد دريابيد كه آنجا چه ميگذرد . به هر حال شما از اين وسيله به طور روزانه استفاده مينماييد و دانستن طريقه كار كردن آن بايد جالب باشد . يا شايد شما خسته شده باشيد از اينكه خودروي خود را به مكانيكي برده و در مورد قسمتهايي ( كه كاملا براي شما بي معنيست ) بشنويد و مجبور باشيد به خاطر اين قسمتهاي ناشناخته فاكتور گران قيمتي را امضاء و پرداخت نماييد.

يا حتي ممكن است كه شما قصد خريد يك خودروي جديد را داشته باشيد و با لغات خنده داري مانند 3 ليتر وي 6 يا dohc يا mpfi برخورد
نماييد . معني اينها چيست ؟

اگر تا به حال در مورد اينجور مسائل متعجب شده ايد , پس به خواندنتان ادامه دهيد ! در اين مقاله مادر مورد ايده هاي اوليه در مورد موتور , سپس شرح كامل كاركرد اين قطعات با هم , و چه ايراداتي مي تواند به وجود بيايد و چگونگي بالا بردن راندمان صحبت خواهيم كرد .

_ احتراق دروني : جهت پي بردن به نحوه كاركرد موتورهاي احتراق دروني , به كار بردن تصوير ذهني شما موثر خواهد بود . يك مثال خوب در اين راستا توپهاي جنگي قديمي هستند كه شما احتمالا آنها را در فيلمهايا موزه ها ديده ايد . در آنجا سربازها درون لوله توپ را با باروت پركرده سپس يك گوي فلزي ( كه همان توپ است ) را درون آن قرار مي دهند و با روشن كردن فيتيله اي كه به باروت متصل مي شود عمل شليك صورت ميگيرد . به اين عمل احتراق دروني ميگويند , ولي تجسم اينكه اين چه ارتباطي با موتور خودرودارد كمي مشكل است .
مثال نزديكتر به موضوعمان مي تواند اين باشد : فرض كنيد كه شما يك تكه لوله پليكا با قطر حدودا هفت و نيم سانتي و به طول حدودا يك متر را در اختيار داريد . اگر شما يك سر آن را كاملا ببنديد و يك قطره بنزين درون لوله بريزيد , سپس يك سيب زميني را با فشار به درون لوله بفرستيد ( البته من پيشنهاد ميكنم كه همچين كاري را انجام ندهيد و فقط فرض آن كافي مي باشد ) چيزي كه به دست خواهيم آورد يك وسيله است كه در عام به آن توپ سيب زميني مي گويند . وقتي كه سوخت آن وسيله را با يك جرقه آشنا نماييد , اتفاق جالبي كه مي افتد اين است كه سيب زميني مي تواند تا حدود 150 متر به هوا پرتاب شود.

توپ سيب زميني از همان ايده اي كه پشت موتور هاي درون سوز است استفاده مي نمايد . اگر شما مقدار خيلي ناچيزي از يك سوخت با انرژي بالا ( مانند بنزين ) را در يك محوطه بسته كوچك قرار دهيد و آن را مشتعل سازيد , مقدارقابل توجهي انرژي آزاد خواهد شد آنهم به صورت گاز منبسط . شما مي توانيد از اين انرژي جهت پرتاب يك سيب زميني به 150 متري استفاده نماييد.

دراين حالت انرژي تبديل به حركت سيب زميني مي شود . شما همچنين مي توانيد از اين انرژي جهت مصارف جالبتري استفاده نماييد . براي مثال اگر شما بتوانيد يك چرخه به وجود آوريد كه بتواند اين انفجارها را صد بار در دقيقه انجام دهد و اگر شما بتوانيد انرژي توليدي را جهت كارهاي مفيد مهار نماييد چيزي كه به دست مي آيد ساختار موتور يك ماشين است .
تقريبا تمامي خودروهاي امروزي جهت تبديل بنزين به حركت از موتورهايي كه به آنها چهار زمانه ميگويند استفاده مي نمايند . به اين سيستم چهار زمانه همچنين چرخه اتو نيز ميگويند
( otoo cycle ) . كه اين نام براي يادبود نيكولاي اتو مخترع اين سيستم در سال 1867 ميلادي مي باشد .

سيلندر : يكي از بخشهاي اصلي موتورسيلندر آن مي باشد . پيستون در درون سيلندر به حركت در مي آيد . موتوري كه اينجا در موردش صحبت شد يك موتور يك سيلندر است ,مانند يك ماشين چمن زني , در موتورهاي چند سيلندر , سيلندرها معمولا به سه گونه آرايش مي يابند : خطي – خورجيني يا تخت

حالات مختلف قرار گرفتن سيلندرها باعث شخصيتهاي متنوعي براي موتور مي شوند كه عبارتند از نرمي در كاركرد , قيمت توليد , اندازه و شكل ظاهري كه اين آرايشها براي خودروهاي مختلف باكاربردهاي مختلف به كار گرفته مي شوند .

شمع : شمع تامين كننده جرقه اي است كه باعث احتراق مخلوط هوا و سوخت مي شود . اين جرقه بايد در زمان صحيح صورت گيرد تا باعث شود ساير اجزا به درستي عمل كنند .

سوپاپها : سوپاپهاي ورودي و خروجي بايد در زمان مقرر باز شوند تا مخلوط هوا و سوخت را به داخل سيلندر و دود را به خارج هدايت نمايند . در زمان فشرده سازي و احتراق سوپاپها بايد كاملا بسته باشند تا احتراق به صورت صحيح صورت گيرد .
- پيستون : يك قطعه استوانه اي شكل مي باشد كه در سيلندر حركت مي كند .
- رينگ پيستون : رينگ پيستون قسمتي است كه باعث آب بندي فاصله بين ديواره بيروني پيستون و ديواره داخلي سيلندر مي شود . اين رينگ دو خاصيت دارد :
- در زمان فشرده سازي و احتراق از فرار مخلوط هواوسوخت از اطراف پيستون جلوگيري مي كند .
از ورود روغن به محوطه احتراق از اطراف سيلندر جلوگيري مي كند .
بيشتر خودروهايي كه روغن سوزي دارند و روغن كم مي كنند به اين علت است كه رينگ پيستونهاي آنها خاصيت خود را از دست داده اند و روغن از آنها گذشته و به محفظه احتراق راه مي يابد . در اين صورت روغن نيز با مخلوط هوا و سوخت مي سوزد .

- محفظه احتراق :

محوطه اي است كه عمل فشرده سازي و احتراق در آن صورت مي گيرد .
با بالاو پايين رفتن پيستون , شما مي توانيد مشاهده نماييد كه محفظه احتراق تغيير اندازه ميد هد . در اين محفظه حداكثر بزرگي و حداقل كوچكي اندازه يك مقدار مشخص مي باشد . اختلاف بين اين دو اندازه را حجم موتور مي نامند كه آن مقداررا با مقياس ليتر يا سي سي ( سانتيمتر مكعب كه هر 1000 سانتيمتر مكعب برابر يك ليتر است ) مي سنجند . پس اگر شما يك موتور 4 سيلندر داريد كه حجم هر سيلندر نيم ليتر يا 500 سي سي باشد نتيجتا شما يك موتور 2 ليتر در اختيار داريد . اگر شما يك موتور شش سيلندر خورجيني با حجم هر سيلندر به همان اندازه يعني نيم ليتر در اختيارداشته باشيد نتيجتا شما يك موتور سه ليتر وي شش داريد .

در حالت عمومي حجم موتور نمايانگر قدرت موتور است . يك سيلندر با حجم 500 سي سي ميتواند دو برابر يك سيلندر با حجم 250 سي سي مخلوط هوا و سوخت درخود جاي دهد . پس نتيجتا شما مي توانيد انتظار حدود دوبرابر قدرت بيشتر از سيلندر بزرگتر داشته باشيد ( البته اگر تمام مقياسها ديگر برابر باشند ) . پس براي بالا بردن قدرت موتور شما مي توانيد تعداد سيلندرها را بيشتر كنيد و يا حجم موتور را بالا ببريد ( يا هر دو )

- شاتون :

شاتون پيستون را به ميللنگ متصل مي كند . دو سر اتصال شاتون قابل چرخش مي باشد تا بدين وسيله با قرار گرفتن در زواياي مختلف باعث انتقال حركت بين پيستون و ميللنگ گردد .
- ميللنگ :

اين وسيله باعث تبديل حركت طولي پيستون به حركت گردشي با دوراني مي شود .
- مخزن روغن :

ميللنگ در مخزن روغن واقع مي شود . اين مخزن داراي ميزاني روغن مي باشد كه در پايين ( كارتر ) مي باشد .

دنده ماشین چگونه کار می کند؟

مطالب مشابه :

دنده ی ماشین چگونه کار می کند؟