مبدل گشتاور یا تورک کانورتر یک نوع کوپلینگ هیدرولیکی است که قابلیت انتقال قدرت چرخش از یک موتور به یک بار متحرک را دارد. مبدل گشتاور جایگزین کلاچ در گیربکس های اتوماتیک است. هنگامی که پیشرانه با سرعت و دور موتور کم فعالیت میکند، با پایین آمدن سرعت دور موتور، گشتاور کمتری به مبدل گشتاور وارد میکند و بنابراین با کمی فشار بروی پدال ترمز باعث متوقف شدن خودرو میشود همچنین هنگام افزایش سرعت با بالا رفتن دور موتور گشتاور بیشتری به مبدل گشتاور وارد میشود و با فشردن پدال گاز قدرت بیشتری به چرخ ها و محور ها وارد میشود.
نگاهی به اجزای موتور
اجزای مبدل گشتاور
- پمپ
- توربین
- استاتور
- روغن گیربکس
اگر مبدل گشتاور تنها یک استاتور ثابت داشته باشد به آن مبدل تک فاز میگویند . اگر دارای یک استاتور با قابلیت چرخش هم جهت با توربین و پمپ داشته باشد به آن مبدل دو فاز میگویند و نیز اگر دارای دو استاتور با قابلیت حرکت هم جهت با پمپ و توربین را داشته باشد مبدل سه فاز میگویند. در حقیقت وجود استاتور باعث افزایش بازدهی گشتاور تورکانورتر بین 30 تا 50 درصد میشود.
7 قطعه مهم در ماشین سنگین
نحوه عملکرد مبدل گشتاور
به علت اینکه مبدل گشتاور به فلای ویل متصل است سرعت گردش آن با پیشرانه برابر است.پرده های جاسازی شده در پمپ نیز به محفظه متصل هستند بنابراین این قسمت معادل با سرعت پیشرانه حرکت میکند. پمپ موجود در محفظه گشتاور از نوع سانتریفیوژی است که با چرخش پمپ، روغن به خارج از محور مرکزی پخش میشود. با این چرخش حالت خلاء به وجود می آید و روغن به سمت مرکز کشیده میشود. روغن به تیغه های توربین که به گیربکس متصل است وارد میشود. در کل وظیفه توربین، چرخش در گیربکس است که انجام این عمل باعث انتقال قدرت به محور ها میشود. در واقع روغنی که به توربین وارد میشود قبل از خروج از مرکز باید تغییر جهت دهد همین تغییر جهت باعث چرخش توربین و در نهایت حرکت خودرو میشود.
بخش ثابت مبدل گشتاور که در مرکز قرار دارد استاتور است. وظیفه استاتور تغییر جهت روغن خروجی از توربین و جلوگیری از ورود آن به پمپ است. استاتور به طرز قابل توجهی کارایی گشتاور را بالا میبرد. در حقیقت استاتور فقط در جهت مخالف روغت حرکت میکند.
توقف : زمان کوتاهی بین سرعت گردش پمپ و توربین است. مثلا زمانی که گیربکس در حالت حرکت قرار دارد، همزمان پدال ترمز فشرده میشود.
شتابگیری: در زمان حرکت خوردو تفاوت سرعت پمپ و توربین کمتر است.
کوپلینگ: مکانیزم کلاچ قفل شونده زمانی وارد عمل میشود که خودرو با سرعت بالاتر از 60 کیلومتر حرکت کند.
کلیپ شماره 1 – نحوی عملکرد مبدل گشتاور
مزایای مبدل گشتاور
- توقف خودرو در دنده بدون خاموش شدن
- جذب ارتعاشات موتور
- افزایش طول عمر موتور
- درگیری کمتر در هنگام تعویض دنده
- افزایش دو تا سه برابری گشتاور موتور قبل از ورود به گیربکس
معایب مبدل گشتاور
- تاخیر در شتاب گیری موتور
- هدر دادن بخشی از قدرت موتور
- افزایش دمای متوسط موتور
مهمترین مزیت استفاده از مبدل های گشتاور نسبت به کلاچ های معمولی این است که انتقال گشتاور در خودروهای شامل مبدل ها به نرمی صورت می گیرد. این خودروها نیز میتواند با دنده ی فعال نیز متوقف یا حرکن کند. بنابراین نیاز به مهارت خاصی از سمت راننده نیست. شاید از بزرگترین معایب این مبدل ها این است که دنده های درگیر مقداری لغزش وجود دارد.
از مزایای دیگر مبدل های گشتاور نسبت به کلاچ های اصطکاکی این است که تمامی نوسانات سیستم انتقال قدرت یا موتور در این نوع سیستم مستهلک میشود و همانند یک فلاویل هیدرولیکی عمل میکند.
علائم خرابی کلاچ چیست؟
کلاچ هیدرولیکی
گیربکس به تنهایی نمیتواند به صورت تمام اتوماتیک عمل کند. مگر اینکه مکانیزمی وجود داشته باشد که بتواند به طور اتوماتیک ارتباط موتور و گیربکس را قطع و وصل کند. وسیله ای که بتواند این عمل را انجام دهد کوپلینگ های هیدرولیکی و مبدل های گشتاور هستند. قبل از تولید گشتاور مبدل از کلاچ های هیدرولیکی در خودرو استفاده میکردند. ولی به دلیل گشتاور معکوس در دوره های پایین که منجر به کاهش دور موتور و خاموشی خودرو میشد، قطعه ای به نام استاتور و بهینه کردن فرم پره ها کلاچی به نام مبدل گشتاور را ضروری دانستند و به قطعات خودرو اضافه کردند. عملکرد کلاچ هیدولیکی بسیار ساده است. در کلاچ هیدرولیکی انتقال دور و گشتاور به وسیله سیال عامل هوا صورت میگیرد. در این نوع کلاچ ها گشتاور موتور به گیربکس منتقل میشود اما مبدل گشتاور قادر به افزایش گشتاور موتور است در حالی کوپلینگ هیدرولیکی این توانایی را ندارد.
راندمان یک کلاچ هیدرولیک اینگونه محاسبه میشود :
100* توان محور ورودی کلاچ / توان محور خروجی کلاج = راندمان کلاچ
قطعات مهم ترمز بادی
کوپلینگ هیدرولیکی
کوپلینگ هیدرولیکی دارای پمپ و توربین با پره های داخلی است که در مقابل هم قرار میگیرند. و شامل پره هایی با زاویه متقابل نسبت به یکدیگر میباشند. توربین به شافت ورودی گیربکس و پمپ به وسیله یک صفحه به فلاویل متصل است.پمپ عضو محرک و توربین عضو متحرک است و هر دو در یک محفظه قرار دارند. روغن از داخل گیربکس به داخل محفظه کوپلینگ توسط پمپ جارو ارسال میشود. هنگامی که پمپ توسط موتور میچرخد پره هایش روغن را میگیرد و به سمت توربین پرتاب میکند. سیال داخل کوپلینگ مسیر جریان گردابی و جران دورانی را طی میکند.
جریان دورانی کوپلینک هیدرولیکی
جریان دورانی سیال، یک مسیر دایره ای است که از چرخش ایمپلر ایجاد میشود. در کل سیال حول محور میل لنگ و محور ورودی گیربکس حرکت میکند. از طرفی دیگر هنگامی که سیال در مسیر دایره ای حرکت میکند باعث پرتاب نیروی گریز از مرکز آن به سوی کناره های ایمپلر میشود. سرانجام سیال در یک مسیر چرخشی ثانویه که با مسیر جریان دورانی اولیه زاویه 90 در جه می سازد پرتاب می شود.
جریان گردابی کوپلینک هیدرولیکی
جریان گردابی در اصل جریان روغن در این مسیر را میگویند.سیال در کوپلینگ هیدرولیکی هر دو مسیر دورانی و گردابی را همزمان را می پیماید. توسط پمپ، جریان دورانی ایجاد میشود و گشتاور چرخشی، موتور را انتقال میدهد. گشتاور نمیتواند به گیربکس بدون جریان گردابی که سیال را از ایمپلر تا توربین حرکت میدهد منتقل شود. نیروی چرخشی پره های پمپ به صورت ترکیبی از جریان های گردابی و چرخشی سیال بروی پره های توربین اعمال میشود.