کلاچ چیست

کلاچ وسیله ای است که به کمک آن راننده هر زمان که بخواهد می تواند اتصال موتور را از جعبه دنده جدا نماید، بدین معنی که موتور روشن باشد بدون اینکه چرخ دنده ها در جعبه دنده 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 وسیله ایست برای انتقال حرکت چرخشی از یک شفت به شفت دیگر. کلاچ در واقع یک وسیله قطع کردن و یا وصل کردن است که در سیستم های انتقال نیرو بکار می رود. اصولاً در سیستم های انتقال نیرو، توان و نیروی تولید شده در موتور برای استفاده به شکلی دیگر و یا استفاده در جایی دیگر نیاز به جابه جایی و انتقال دارد. حال برای آنکه بتوان بر روی این انتقال نیرو کنترلی را اعمال کرد؛ ساده ترین 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 صفحه ای است که در بیشتر خودروها بکار گرفته می شود. این نوع کلاچ یک اتصال اصطکاکی میان موتور اتومبیل به عنوان منبع تولید توان و جعبه دنده اتومبیل برقرار می کند. در حالی که کلاچ اتومبیل درگیر است توان از موتور به جعبه دنده و از آنجا به چرخها انتقال می یابد. لیکن گاهی لازم می شود 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 دنده های موجود در جعبه دنده جدا شود. برای قطع کردن این ارتباط توانی میان جعبه دنده و موتور از کلاچ استفاده می شود. این کار برای راننده اتومبیل می تواند 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.
دستگاه کلاچ به وسیله پدال کلاچ که زیر پای چپ راننده قرار گرفته بکار می افتد. برای بکار انداختن کلاچ، راننده می بایست 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.

عملکرد کلاچ در حالت آزاد بودن پدال
در این وضعیت فنر خورشیدی، صفحه فشاری را به طرف جلو فشار می دهد و لنت صفحه کلاچ را به فلایویل می چسباند و به این ترتیب حرکت رفت و برگشتی پیستون های موتور که به گشتاور پیچشی در میل لنگ تبدیل می شود، با چرخش فلایویل، مجموعه کلاچ را می چرخاند. سپس گشتاور اصطکاکی صفحه کلاچ به توپی می رود و از طریق دنده های داخلی آن (هزار خاری) به شفت ورودی جعبه دنده و سپس به دیفرانسیل انتقال می یابد تا تقسیم دور شود و به چرخ ها انتقال یابد.

عملکرد کلاچ در حالت کلاچ کردن
در این وضعیت نیروی پدال (نیروی پای راننده) توسط اهرم بندی از طریق سیستم هیدرولیکی (پمپی) و یا مکانیکی (سیمی) به شکل جابه جایی در دو شاخه کلاچ و حرکت محوری در بلبرینگ کلاچ به بلبرینگ انتقال می یابد. بلبرینگ کلاچ قسمت داخلی فنر خورشیدی را به جلو فشار می دهد (اعمال نیروی جدایش) و فنر خورشیدی که روی پوسته دیسک حالت الاکلنگی دارد، صفحه فشار را به عقب می کشد و فاصله ای چندمیلی متری میان صفحه فشاری، فلایویل و لنت های دوطرف صفحه کلاچ ایجاد می کند و امکان انتقال گشتاور اصطکاکی را از بین می برد و با برداشتن بار از جعبه دنده، تعویض دنده را میسر می کند. با آزاد کردن پدال کلاچ، فنر خورشیدی به حالت اولیه برمی گردد و به سرعت نیروی گیرش را در صفحه کلاچ ایجاد می کند. عمل اتصال صفحه فشاری به پوسته کلاچ توسط فنرهای برگی انجام می شود.

هنگام اتصال صفحات به یکدیگر، به دلیل شوک ناشی از گشتاور موتور و نیز دور کم چرخ دنده های گیربکس، صفحه ضربه گیر که با پرچ لنت ها را در محل خود نگه می دارد، نقش یک کوسن یا بالشتک را ایفا می کند و با جمع شدن، پایداری سیستم را در این مرحله افزایش می دهد. همچنین در زمان جدا شدن صفحات از یکدیگر، این فنر که قبلاً به علت نیروی گیرش فشرده شده بود، باز می شود و اجازه می دهد قطع گشتاور در زمان طولانی انجام شود و خلأ گشتاور در سیستم به وجود نیاید. فنرهای پیچشی صفحه کلاچ که با اهرم بندی خاصی داخل صفحه نصب شده اند، زمانی وارد عمل می شوند که می خواهیم گشتاور موتور را به جعبه دنده منتقل کنیم.

در این هنگام گشتاور محرک 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 که خلاف جهت هم اثر می کنند (اولی روی لنت ها و دومی روی چرخ دنده های توپی صفحه کلاچ اثر می کند) ممکن است صفحه کلاچ را دچار گسیختگی و خم شدن کنند و یا از حالت
تختی خارج کنند. برای جلوگیری از عیوب گفته شده، فنرهای پیچشی به صفحه کلاچ امکان چرخیدن در محل خود در حدود صفر تا ده درجه را می دهند (اهرم بندی به گونه ای است که حرکت پیچشی صفحه کلاچ حول محور توپی، به صورت نیروی فشاری روی سطوح انتهایی فنرها اعمال می شود) و سپس با نیروی عکس العمل فنرها، صفحه به حالت اولیه باز می گردد و به این ترتیب انتقال حرکت و گشتاور به نرمی و سهولت انجام می شود. برای عملکرد نرم سیستم در این حالت، در بعضی خودروها از چند نوع فنر با خصوصیات فنری و طول های مختلف استفاده می کنند تا در درجات پیچش مجموعه، به مرور و با توجه به ضریب فنریت خود، درگیر شوند و ضربه گیری و انتقال نیرو و گشتاور به گونه ای مناسب تر صورت گیرد. علاوه بر حالت Drive که دور بالای موتور را نسبت به سیستم انتقال قدرت شاهدیم، وضعیت Over-Drive نیز مطرح است.

زمانی که خودرو در سراشیبی تندی قرار می گیرد و با دنده سنگین حرکت می کند یا وقتی که از دنده معکوس استفاده می کنیم، (گشتاور بالاتر بخش متحرک خودرو) بخش توپی صفحه کلاچ تمایل به چرخش و بخش لنت ها تمایل به ایستادن دارند که در این وضعیت، فنرهای پیچشی در خلاف جهت، فشرده می شوند و همان ضربه گیری و تعادل در انتقال قدرت اتفاق می افتد.

وضعیت کلاچ در حالت نیم کلاچ
در حالت نیم کلاچ کردن، صفحه کلاچ در وضعیت نیمه آزاد، مابین فلایویل و صفحه فشاری دیسک قرار می گیرد تا بتواند بدون وارد آوردن فشار زیاد به موتور، گشتاور پیچشی زیادی را منتقل کند و در صورتی که چرخ ها به گشتاور بالایی برای حرکت نیاز داشته باشند و موتور جوابگوی آن نباشد، باز هم بکسباد کردن لنت ها سبب قطع ارتباط ناقص می شود و از خاموش شدن موتور جلوگیری می کند. این وضعیت را هنگام شروع به حرکت کردن خودرو نیز می توان مشاهده کرد.