کلاچ یکی از مهم ترین سیستم های مورد استفاده در خودروست که غالبا در خودرو های دنده ای بکار میرود. سیستم کلاچ از یک صفحه و دیسک و بلبرینگ تشکیل شده که به صفحه فلایویل متصل شده اند.
این سیستم برای انتقال نیرو به چرخ دنده و در نهایت حرکت خودرو بسیار مهم است. قاعدتا رانندگان خودروهای مجهز به گیربکس دستی با نحوه استفاده از سیستم کلاچ خودرو خود آشنایی دارند.
دو دیسک را در دو طرف یک میله تصور کنید. یکی از آنها میتواند یک پولی چرخان و یا موتور خودرو باشد؛ سمت دیگر به قطعه دیگری نظیر جعبه دنده متصل است. هنگامی که یکی از این دیسکها و شفت مربوطه شروع به چرخش میکند سیستم کلاچ خودرو اجازه خواهد داد که این دو دیسک در هم قفل شده و با سرعت نوسانی یکسان شروع به چرخش کنند.
زمانی که نیاز به چرخش یکی از آن دو دیسک نباشد، کلاچ خودرو میتواند انتقال نیرو را متوقف کرده و در نتیجه دیسک دیگر از حرکت باز ایستد.
در واقع زمانی که کلاچ درگیر باشد، دو مجموعه در هم قفل شده و با سرعت یکسان شروع به چرخش مینماید اما اگر کلاچ در حالت خلاص قرار داشته باشد، وضعیت به گونهای خواهد شد که به عنوان مثال موتور دستگاه دریل روشن است، اما مته حرکتی از خود نشان نمیدهد.
در خودرو نیز وضعیت به همین منوال است .یک سمت کلاچ به پیشرانه که با بالا و پایین رفتن پیستونها و حرکت دورانی میل لنگ کار میکند، متصل بوده و قسمت دیگر آن نیز به گیربکس متصل است.
بدین ترتیب به انرژی چرخ انرژی حرکت موتور از طریق کلاچ به جعبه دنده منتقل شده و از آنجا به سوی چرخها روانه میشود.
همچنین هنگام تعویض دندهها لازم است انتقال نیروی موتور به جعبه دنده متوقف گردد تا عمل تعویض دنده قابلیت انجام داشته باشد.
بنابراین با فشردن پدال کلاچ، اتصال میان جعبه دنده و موتور قطع شده و تعویض دنده در حالی که هنوز موتور خودرو روشن بوده و میل لنگ به حرکت دورانی خود ادامه میدهد، امکانپذیر خواهد شد.
قطعات ریز و درشت زیادی در سیستم کلاچ وجود دارند ولی اصلیترین قطعات اینها هستند:
یک دیسک، صفحه یا قطعهای فلزی و دایرهای شکل است با محیط دندانهدار. بنابراین میتوان این قطعه را در ظاهر اولیه، ماند چرخ دندهای با دندههای ریز و سطح مقطع بزرگ دانست. از فلایویل در تمام ابزار و ماشین آلات صنعتی به عنوان یک ذخیره کننده انرژی استفاده میشود.
از مهم ترین قسمت های سیستم دیسک و صفحه کلاچ است و وظیفه آن به وجود آوردن امکان حرکت برای سایر قسمت هاست. صفحه کلاچ به صورت دایروی بوده و هر دو طرف آن دارای ضریب اصطکاکی بالایی است که به دلیل وجود لنت هایی است که سطح صفحه را پوشانده است. صفحه کلاچ همواره در تماس با دیسک کلاچ است و با فشار دیسک با فلایویل نیز تماس پیدا میکند. در درون صفحه کلاچ یک توپی هزار خاری وجود دارد که کاربرد اصلی آن درگیری با شفت ورودی جعبه دنده است و باعث می شود فلایویل صفحه کلاچ شفت را به گردش در آورد. این بخش بعد از مدتی دچار فرسودگی شده و نیاز به تعویض خواهد داشت.
از مهم ترین دلایلی که عمر مفید صفحه کلاچ را کم میکند میتوان به نیم کلاچ های طولانی مدت، رانندگی پر فشار در سربالایی، رها کردن ناگهانی کلاچ، و حمل سرنشین با بار زیاد اشاره کرد.
دیسک کلاچ بخشی از سیستم گیربکس خودروست. این دیسک به صورت حلقوی بوده و در درون پوسته کلاچ توسط چندین خار، فنر کلاچ و زبانه ثابت شده است. این قطعه همچنین قابلیت حرکت طولی داشته و با فشرده سازی فنر کلاچ میتواند از صفحه کلاچ جدا شود. وظیفه دیسک کلاچ خودرو که از سیستم های اصلی کلاچ گیری بوده انتقال نیرو میباشد. با استفاده از دنده میتوان سرعت خودرو را افزایش داده و به چرخ دنده ها منتقل کرد.
بلبرینگ قطعه ای دایره شکل است که در فاصله بین صفحه و دیسک قرار میگیرد.
وظیفه بلبرینگ کلاچ در واقع این است که میزان اصطکاک را به کمترین مقدار کاهش دهد.
روانکاوی در این بخش از جمله مهم ترین اقداماتی است که باید انجام داد.
چرا که در صورت عدم رعایت این موضوع، اصطکاک بین چرخ دنده ها زیاد شده و باعث خرد شدن آنها میشود.
کار اصلی بلبرینگ کلاچ چرخاندن دیسک کلاچ است.
در صنعت برای کاهش اصطکاک در حرکت های چرخشی عموما از انواع بلبرینگ استفاده میشود.
بلبرینگ از طرفی به صفحه کلاچ و از طرفی دیگر به دو شاخ کلاچ متصل میشود.
با فشردن پدال کلاچ، عمل چرخیدن دیسک کلاچ به کمک بلبرینگ کلاچ از طریق دوشاخ کلاچ صورت میگیرد.
پس می توان نتیجه گرفت کاربرد بلبرینگ کلاچ این است که اصطکاک ایجاد شده به دلیل حرکت چرخشی را بسیار کم کند.
هنگام تعویض دنده نیز نیاز است تا انتقال نیرو بین جعبه دنده و موتور قطع شود تا عمل تعویض دنده به خوبی انجام شود.
وجود اصطکاک کافی بین سطوح نام برده شده بسیار مهم است و اگر این میزان اصطکاک کم باشد، انتقال نیرو به طور کامل انجام نشده و این مکانیزم کارایی نخواهد داشت.
وقتی به پدال کلاچ نیرو وارد میشود، این قطعه با اهرمی که در زیر آن وجود دارد شروع به حرکت میکند.
این نیرو از طریق یک سیستم هیدرولیكی پمپی و یا مكانیكی سیمی با جابه جایی دو شاخه كلاچ و حركت محوری در بلبرینگ كلاچ نیرو حرکتی انتقال پیدا میکند.
بلبرینگ كلاچ قسمت داخلی فنر خورشیدی را به جلو فشار میدهد و فنر خورشیدی كه روی دیسك حالت الاكلنگی دارد، صفحه کلاچ را به عقب می كشد و فاصله ی میلی متری میان صفحه کلاچ و فلایویل و لنت های دو طرف صفحه كلاچ ایجاد می كند.
این رویداد امكان انتقال گشتاور اصطكاكی را از بین می برد و با برداشتن نیرو و بار از جعبه دنده، عمل تعویض دنده انجام میشود.
با آزاد كردن پدال كلاچ، فنر خورشیدی به حالت اولیه باز میگردد و به سرعت نیروی چسبندگی را در صفحه كلاچ ایجاد میكند. مطلب بالا به طور کلی کار دیسک و صفحه کلاچ را به ما توضیح می دهد.
با توجه به این موضوع که دیسک و صفحه کلاچ برای مصارف مختلفی مثل رانندگی در شهر، رالی، دریفت، درگ و … تولید میشود، الزاما نرمی کلاچ همیشه اولویت نیست و در برخی موارد هدف میزان دریافت قدرت و یا شتاب بیشتر است.
بدیهی است که قطعات استفاده شده به منظور تولید دیسک و صفحه کلاچ، متناسب با هدف و کارایی آنهاست.