عملکرد و نقش کلاچ خودرو چیست؟

کلاچ خودرو چیست؟

کلاچ یک کلمه انگلیسی Clutch به معنای اتصال و یا چیزی است که مسئول برقراری اتصال می باشد. راننده یک خودرو با استفاده از کلاچ اتصال بین جعبه دنده و موتور را قطع می کند: موتور روشن است، چرخ دنده ها در جعبه دنده نمی چرخند و خودروی در حال حرکت با شتابی که دارد به حرکت خود ادامه می دهد. در واقع می توان گفت، وظیفه اصلی کلاچ مدیریت انتقال نیرو از موتور به چرخ ها می باشد.

نقش کلاچ در خودرو چیست؟

کلاچ در خودروها دو وظیفه عمده دارد یکی هم دور کردن جعبه دنده و شفت موتور به منظور تعویض دنده و دیگری توقف خورو بدون خاموش شدن موتور. در یک خودرو به دلیل اینکه شفت موتور پیوسته در حال چرخش است اما چرخ خودرو گاهی بایستی متوقف شود،احتیاج به یک کلاچ است. به منظور توقف خودرو بدون خاموش کردن موتور ، چرخ ها نیازمند این هستند که ارتباطشان از موتور برای لحظاتی قطع شود.

سیستم انتقال در خودرو از اجزای بسیاری نظیر گیربکس ،دیسک و صفحه ،دیفرانیسل و غیره تشکیل شده است .به عبارتی قدرت موتور که از حرکت طولی پیستون ایجاد شده توسط میل لنگ به حرکت دورانی تبدیل می گردد و توسط دیسک و صفحه به جعبه دنده منتقل شده و پس از اعمال ضریب دنده مناسب به دیفرانسیل منتقل می گردد و  قدرت نهایتا به چرخها خواهد رسید.

اما زمان هایی وجود دارد که راننده نیاز ندارد قدرت موتور به چرخ منتقل گردد مانند وقتی پشت چراغ قرمز متوقف است و  یا در حال کاهش سرعت می باشد. اینجاست که باید ارتباط موجود میان موتور و سیستم انتقال قدرت به نحوی قطع گردد. این وظیفه خطیر بر عهده سیستمی به نام کلاچ نهاده شده است. دیسک و صفحه نیز توسط مکانسیم خاصی در خودرهای مجهز به دنده دستی به پدال کلاچ متصل شده است.

از این رو زمانی که راننده پای خودرو را روی کلاچ قرار می دهد دیسک و صفحه از فلای ویل جدا شده و ارتباط موتور با جعبه دنده بطور کامل قطع می گردد و وقتی پدال کلاچ رها می شود دوباره این ارتباط برقرار می گردد.

قطعات تشکیل دهنده کلاچ خودرو

کلاچ در حقیقت اولین قطعه‌ی مکانیکی در سیستم انتقال قدرت خودروها است که وظیفه‌ی قطع و وصل ارتباط محور خروجی پیشرانه با محور جعبه‌دنده را برعهده دارد. نیروی تولید شده توسط پیشرانه به‌طور مستقیم از طریق میل‌لنگ به چرخ طیار (Flywheel) منتقل می‌شود.

فلایول

فلایویل یا چرخ طیار یک دیسک فلزی بزرگ با جرم زیاد است که وظیفه‌اش انتقال گشتاور پیشرانه به جعبه‌دنده است و کلاچ دقیقاً میان این دو قسمت نصب می‌شود تا وظیفه‌ی قطع و وصل انتقال گشتاور را برعهده بگیرد. کلاچ به‌طور کلی از چهار بخش اصلی تشکیل شده است که در ادامه به معرفی هر یک پرداخته شده است.

صفحه (دیسک) کلاچ

قطعه‌ای دایره‌ای که سطح دو طرف آن با ماده‌ای با ضریب اصطکاک بالا (لنت‌های صفحه کلاچ) پوشیده شده است. این صفحه به‌طور مستقیم روی چرخ طیار نصب می‌شود و عملکرد آن بسیار شبیه لنت‌های ترمز است. در مرکز این دیسک صفحه‌ی ارتعاش‌گیر نصب می‌شود که به کمک فنرهای پیچشی ارتعاشات و ضربه‌های ناشی از انتقال آنی گشتاور پیشرانه را حذف می‌کند تا در هنگام تعویض دنده یا آغاز حرکت از حالت سکون، میزان تقه زدن خودرو تا حد زیادی کاهش یابد.

لذا دیسک و صفحه را باید یکی از پرکاربردترین و همچنین درگیر ترین قطعات مصرفی خود دانست که دارای عمر محدودی است. اما تشخیص تمام شدن دیسک و صفحه از لحاظ دیداری بسیار مشکل است چرا که این قطعات در محفظه سربسته جلوی گیربکس تعبیه شده و امکان بازدید ندارد.

ممکن است صفحه کلاچ خودروی شما خراب شده باشد، برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه به مقاله زیر مراجعه نمایید.

عوامل و نشانه های خرابی صفحه کلاچ خودرو

صفحه‌ی فشار و پوشش کلاچ

برای آن‌که صفحه‌ی کلاچ بتواند گشتاور چرخ طیار را به جعبه‌دنده منتقل کند، باید با اعمال نیروی زیاد به سطح آن بچسبد؛ وظیفه‌ی صفحات اصطکاکی، ممانعت از لغزش صفحه روی سطح چرخ طیار است. صفحه‌ی فشار و پوشش کلاچ وظیفه‌ی اعمال نیروی مورد نیاز چسباندن صفحه به چرخ طیار را برعهده دارند و به‌طور مستقیم به سطح چرخ طیار پیچ می‌شوند. صفحه کلاچ میان چرخ طیار و صفحه‌ی فشار قرار می‌گیرد.

فنر دیافراگمی

همان‌طور که اشاره شد، کلاچ وظیفه‌ی قطع و وصل گشتاور تولیدی پیشرانه را برعهده دارد و مشخص شد که مکانیزم انتقال گشتاور از طریق چرخ طیار به‌چه صورت است. برای قطع کردن ارتباط پیشرانه و جعبه‌دنده باید به روشی نیروی اصطکاک میان صفحه کلاچ و چرخ طیار کاهش یابد تا صفحه بتواند روی سطح چرخ طیار بلغزد.

به‌همین منظور فنری خاص به نام فنر دیافراگمی میان صفحه‌ی فشار و پوشش کلاچ تعبیه شده است. این فنر که به شکل دایره ساخته می‌شود، از تعدادی زبانه در مرکز تشکیل شده که با فشردن آن‌ها به سمت داخل، لبه‌های خارجی به سمت مخالف نیرو وارد می‌کنند تا نیروی وارد شده به صفحه کلاچ از طریق صفحه‌ی فشار به میزان چشمگیری کاهش یابد.

یاتاقان رهاکننده

به‌منظور اعمال فشار روی زبانه‌های فنر دیافراگمی از یک یاتاقان استفاده می‌شود. راننده با فشردن پدال کلاچ نیرویی را از طریق مکانیزم کابلی یا هیدرولیکی به یاتاقان رهاکننده وارد می‌کند که سبب فشرده شدن یاتاقان به سطح زبانه‌های فنر دیافراگمی می‌گردد و ارتباط پیشرانه و جعبه‌دنده قطع می‌شود.

کلاچ خودرو چگونه کار می کند؟

 طرز کار کلاچ در ماشین

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.

کلاچ ماشین کجاست؟

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 ماشین 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.

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 ماشین

کلاچ بدون لغزش

این نوع کلاچ‌ها معمول‌ترین نوع کلاچ است که در خودرو‌های شهری از آن استفاده می‌شود. کلاچ‌های بدون لغزش به دو حالت “کاملا درگیر” و “خلاصی” در سیستم گیربکس قرار می‌گیرند و همانطور که از نام آن مشخص است، هیچگونه لغزش و ساییدگی ندارد.

کلاچ اصطکاکی

 این کلاچ با استفاده از دو صفحه عاج دار عمل می‌کند. به دلیل ضریب اصطکاک صفحات کلاچ اصطکاکی، این کلاچ همیشه به صورت کامل درگیر می‌شود. کلاچ اصطکاکی به دو شکل مخروطی و دیسکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در کلاچ‌های اصطکاکی مخروطی، صفحات درگیر شونده به شکل مخروط هستند و گشتاور میان دو صفحه مخروطی انتقال پیدا می‌کند.

کلاچ‌های اصطکاکی دیسکی که خود به چند دسته تقسیم می‌شوند، از صفحات مسطح برای درگیری کامل استفاده می‌کنند و نیروی گشتاور را به صورت گریز از مرکز منتقل می‌کنند.

کلاچ‌های یک‌طرفه

در کلاچ‌های یک‌ طرفه نیروی گشتاور در یک جهت انتقال پیدا می‌کند و در گردش‌های تک جهته، مانند کلاچ‌های بدون لغزش عمل می‌کنند، اما اگر چرخش در جهات دیگر صورت بگیرد، کلاچ‌های یک‌طرفه نیرویی را منتقل نمی‌کنند.

کلاچ‌های هیدرولیک

 صفحات در کلاچ‌های هیدرولیک با استفاده از یک سیال، نیروی گشتاور را منتقل می‌کنند. به دلیل تغییر فضا در سیستم کلاچ‌های هیدرولیک، معمولا جا به جایی نیرو کند‌تر از مابقی کلاچ‌ها صورت می‌گیرد.

معایب سیستم کلاچ ماشین

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 کار نکند چه 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؟

1. 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.
2. 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:
3. 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.
4. اگر خودرو را متوقف کرده اید، موتور را خاموش کنید. دسته دنده را در وضعیت دنده یک قرار دهید.
5. مراقب باشید که جلوی خودروی شما کسی یا چیزی نباشد که به محض شروع حرکت، نیازی به گرفتن ترمز نباشد.
6. 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 )
7. 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.
8. 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.

تعویض دنده بدون کلاچ

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 به سختی جا می رود،(با پیدا کردن سرعت مناسب خودرو و میزان گاز دادن،دنده براحتی جا می رود) در این لحظه بابت عدم مهارت کلاچ ماشین صدا میده، 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 معکوس 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.