صفحه کلاچ و گشتاور؟

[operator]

میشه بگین تعریف شما از قدرت سر چرخ چی هستش و چه عواملی در ایجاد اون نقش دارن که اینقدر با قاطعیت تورک رو از قدرت جدا میکنین؟!!!

[operator]

سه تا لوله توخالي پشت سر هم در نظر بگيريم با شرايط زير:
1- محور اول به قطر 10 سانتيمتر و به طول 100 سانتيمتر
2- محور دوم به قطر 20 سانتيمتر و به طول 70 سانتيمتر
3- محور سوم به قطر 35 سانتيمتر و با طول 50 سانتيمتر

فرض مي‌کنيم جنس اين سه تا لوله يکيه و در محل اتصالشون بصورت صلب با يک فيلر به هم متصل شدن، ضخامت جداره‌ها رو هم 5 ميليمتر در نظر مي‌گيريم، متريال هم فولاد گريد A992 بر اساس استانداردASTM. اگه به قول رضاي عزيز يک تورک 150 نيوتون متر سر محور سوم اعمال کنيم نتايج بصورت زير خواهد بود:

1- پيچش کل شفت:


2- تنش ماکزيمم ايجاد شده در طول کل شفت:


3- تنش ماکزيمم ايجاد شده در محل اتصال:


4- تنش برشي حداکثر ايجاد شده در محل اتصال:


اگر دقت کنين متوجه ميشين که بيشترين تمرکز تنش در نقاط اتصال شفت هستش و در طول هر قسمت مقدار تنش سطحي تقريباً ثابت هستش! حالا اين مدلي از اتصال صلب هست! شما فرض کنين که در محل اتصال بخواهيم مقدار لنگر پيچشي (تورک) رو بصورت اصطکاکي منتقل کنيم! خودتون تصورتون چيه؟ ببينين چقدر استهلاک انرژي در محل اتصال خواهيم داشت و اين صفحه کلاچ زبون بسته چه فشاري رو بايد تحمل بکنه!!!

لازم به ذکر است که مدل ارائه شده در نرم‌افزار Sap2000 نگارش 12.0.0 آناليز شده و نتايجش کاملاً صحيحه

اگه نياز به مدلسازي ديگه‌اي هم بود بنده در خدمتم!!!

فکر مي‌کنم رضاي عزيز هم با Ansys يا Catia بتونه مدل اصطکاکي اتصالات رو در بياره

[operator]

حالا چند تا نکته :
مهمترینش اینه که مدل سازی دینامیکی و خستگی توی Ansys خیلی مشکله و هیششش کی سراغش نمیره چه برسه به من پس منو معاف کن
1) شاید بگید خوب تمرکز تنش داریم ولی مواد نرم هستند و در محاسبات نباید دخیل بشه ولی چون مدل کلاچ در حقیقت یک آنالیز دینامیکی هست (دور موتور تغییر میکنه) آنالیز خستگی به حساب میاد و تحت هر شرایطی تمرکز تنش باید لحاظ بشه.
2) در نقاط اتصال هر کدم از دو محور به هم زاویه پیچش یکیه. یعنی اینا دوست دارن با هم بچرخن. فرض میکنیم مواد هنوز به فاز پلاستیک هم نرفتند (که هدف اصلی تمامی طراحان کلاچ همینه ولی امان از دست کلاچ چینی - با 4 نفر تو سربالایی بیفتی معلوم میشه) پس اتلاف انرژی خیلی ناچیزه (در تئوری صفر). ولی این در عمل... (توجه به این نکته هم بکنید که حرارت ظریب اصطکاک رو کم میکنه)
3) کلاچ وقتی نو هست فشارش ثابته. یعنی در تمام سطح فشار ناشی از فنرها یکیه و برابر با فشار ماکزیمم هست. تو این حالت وقتی شما در همون حالت کلاچ کامل درگیر شده دور رو بالا ببری، شفت موتور میخواد دور بگیره، شفت گیربکس هم باید به همون دور برسه، پس باید اتصال بینشون صلب باشه تا هر دو یک پیچش رو داشته باشند که این اتصال ناشی از کلاچه. صفحه کلاچ باید اتصال صلب رو با فشار و اصطکاک انتقال بده. تورک منتقل شده از کلاچ به فشار وارد به اون و ظریب اصطکاک ربط داره. اگه قرار باشه تورک عیناً منتقل بشه تا اختلاف پیچش یا بهتر بگیم لغزشی در کار نباشه باید توانایی ماده در وفق دادن ظریب اصطکاک خیلی خوب باشه.
4) کلاچ که یکم عمرش گذشت میشه سایش ثابت. این موقع که میشه شعاع های خارجی کلاچ از شعاع داخلیش سایش بیشتری پیدا میکنند و فشار برعکس این قضیه رو داره. پس فشار حالت غیر یکسان (بصورت تابع هموگرافیک) پیدا میکنه. تو این حالت با فرض ظریب اصطکاک ثابت مقدار تورک انتقالی رو محاسبه میکنند.
5) کل حرف اینه که کلاچی که جنس بهتری از نظر انتقال حرارت و حفظ حالت خودش در موقع نیم کلاچ داره زمان کمتری برای کلاچ گیری نیاز داره که تایم کلاچ گیری رو میاره پایین و به راننده فرصت شتاب کشی بهتر میده. وقتی ظریب اصطکاک بالاتری داشته باشه راحت تر میتونه تورک دریافتی رو بگیره و انتقال بده. اگه صلبیت مناسب داشته باشه پیچش نسبی در خودش کمتر میشه و احتمال لغزش در حین دور گیری (با توجه به اینکه ظریب اصطکاکشم بالاست) کمتر میشه. چون سبکتره دریافت و انتقال انرژی پتانسیل موتور رو در نرخ دور موتور سریعتری انجام میده ولی نرخ تغییر توان هم بالاتره (یعنی سریعتر توان توش کم میشه و سریعتر هم توان توش بالا میره). با توجه به ظریب اصطکاک بالاترش هم امکان انتقال تورک بالاتری رو داره. ولی هیچ وقت خودش تورک اضافه نمیکنه (چون در این صورت قانون پایداری انرژی رو نغض میکنه).
6)وقتی دور رو به صورت ناگهانی بالا میبری و نیم کلاچ میگیری موتور انرژی جنبشی زیادی تولید میکنه که میده به فلایویل. اگه ممان اینرسی فلایویل بالا باشه ذخیره انرژی خوب میشه و وقتی کلاچ رو ناگهانی درگیر میکنی این ذخیره انرژی به گیربکس انتقال پیدا میکنه. کلاچ باید سریع به غلطش برسه و از لغزش فرار کنه تا هم تورک و هم دور یکی بشه. ولی از طرفی ممان اینرسی کلاچ هم دخیله. کلاچ ریسی اصطکاک خوبی داره ولی استفاده بهینه از ممان اینرسی اون هنر میخواد. این همون حرف علی زنر هست که به نوعی میشه برداشت کرد حتی ممکنه باعث کاهش توان حین نیم کلاچ بشه.

[operator]

وقتي صحبت از کلاچ ريسي هستش پشت بند اون خود ريس و درگ هم مطرح ميشه معمولاً! يعني کسي نمياد براي استفاده شهري از کلاچ ريسي استفاده بکنه! اون کلاچهاي ريسي هم که متداول هستش اکثراً گرافيتي هست و براي 4 - 5 دور درگ کارائي داره و بيشتر از اون نميشه روش حساب کرد!

[operator]

كاملا بستگي به جنسش داره
مثلا نوع گرافيتي براي رانندگي شهري زياد جالب نيست و چون در ترافيك شهر از كلاچ زياد استفاده ميشه زودتر تموم ميشه
در مورد عمر Black diamond فقط ميتونم بگم 1 سال گارانتي داره و ميزان كاركرد و ادعاي سازنده وقتي ثابت ميشه كه در عمل هم ادعا ثابت بشه

در مورد كارايي قبلا كه خودم اين كلاچ ها رو تست نكرده بودم بر اساس گفته هاي سازنده (كه ميتونه فقط جنبه تبليغاتي داشته باشه) ادعايي نكرده بودم ولي وقتي از لحاظ كارايي تاثيرش رو ديدم اين بحث ها مطرح شد و براي تست ميزان كاركرد بايد منتظر بود تا ببينيم واقعا چقدر كار ميكنه

[operator]

من چند تا پارامتر رو مطرح مي‌کنم براي بحث که از دوستان تقاضا دارم با توجه به معلومات خوبشون در مورد اين مطالب اظهار نظر و بحث فني بکنن:

1- درجه حرارت صفحه کلاچ در چه رنجي تغيير مي‌کنه و بحث حداکثر درجه حرارت در صفحه کلاچ آيا مطرح هست يا نه؟
2- افت پرفورمنس در صفحه کلاچ به هنگام افزايش درجه حرارت به چه صورتي خودش رو نشون ميده؟
3- استهلاک صفحه کلاچ در رانندگي شهري و حالت اسپورت به چه صورتي هستش؟
4- اين استهلاک صفحه کلاچ با چه پارامتري تعريف ميشه؟
5- صفحه کلاچهاي استاندارد چه فشاري رو مي‌تونن تحمل کنن؟ اختلافش با صفحه کلاچهاي اسپورت و High Performance در چيه؟
6- ضريب اصطکاک بين ديسک و صفحه در مقام مقايسه چطور هستش، بين دو قطعه نرمال و اسپورت؟!
7- افزايش قطر صفحه‌کلاچ مطلوب تر هستش يا کاهش آن؟
8- رنج تغييرات قطر صفحه کلاچ در چه محدوده‌اي هستش؟
9- دانسيته وزني متريال اصلي صفحه‌کلاچهاي استاندارد با اسپورت چقدر متفاوت هستش؟
10- حداکثر دوري که در درجه حرارتهاي مختلف صفحه‌کلاچهاي ريسي و معمولي مي‌تونن داشته باشن چقدره؟
11- چگونه رانندگي کنيم که موجب استهلاک زود هنگام صفحه کلاچ نشه؟
12- افزايش انتقال نيرو با بهبود کيفيت صفحه‌کلاچ (استفاده از نوع ريسي) چند درصد مي‌تونه باشه؟
13- ميراگرهائي که در مسير انتقال نيرو از موتور تا چرخ وجود دارن چه چيزهائي هستن و چطور ميشه ميرائي اونها رو کاهش داد؟ (گيربکس - صفحه کلاچ - ديفرانسيل - پلوس و .....)
14- دو صفحه کلاچ کاملاً نو يکي استاندارد و ديگري ريسي، چقدر از نظر پرفورمنس و افزايش توانائي انتقال نيرو تفاوت دارند؟ در دورهاي پائين و بالا چطور مقايسه ميشن؟

خوب فعلاً اينها مطالبي بود که به ذهنم رسيد و شايد سوالات بيشتري هم بشه مطرح کرد و در موردش بحث و تبادل نظر کرد، از دوستان و اساتيد تقاضا دارم اين مطلب رو ادامه بدن

[operator]

نقل قول:
2- افت پرفورمنس در صفحه کلاچ به هنگام افزايش درجه حرارت به چه صورتي خودش رو نشون ميده؟

کاهش اصطکاک
نقل قول:
5- صفحه کلاچهاي استاندارد چه فشاري رو مي‌تونن تحمل کنن؟ اختلافش با صفحه کلاچهاي اسپورت و High Performance در چيه؟

فنرهای قویتر و اصطکاک بیشتر
نقل قول:
12- افزايش انتقال نيرو با بهبود کيفيت صفحه‌کلاچ (استفاده از نوع ريسي) چند درصد مي‌تونه باشه؟

نقل قول:
14- دو صفحه کلاچ کاملاً نو يکي استاندارد و ديگري ريسي، چقدر از نظر پرفورمنس و افزايش توانائي انتقال نيرو تفاوت دارند؟

ببین گیر اصلی سر همین سواله!
درصد انتقال نیرو مطمئناً بیشتر میشه و لی نه برای ماشینهای ما با این قدرتهاشون!
وقتی صفحه کلاچ معمولی سر نمیخوره پس با انداختن صفحه کلاچ ریسی قدرت سر چرخ بیشتر نمیشه!
نقل قول:
13- ميراگرهائي که در مسير انتقال نيرو از موتور تا چرخ وجود دارن چه چيزهائي هستن و چطور ميشه ميرائي اونها رو کاهش داد؟ (گيربکس - صفحه کلاچ - ديفرانسيل - پلوس و .....)

این که چیا هستن که معلومه! ولی با کم کردن وزن و درنتیجه اینرسی و بالا بردن اصطکاک میشه این تلاف انرژی رو به حداقل رسوند.

[operator]

1- تنش خمشي که اين صفحه مي‌تونه تحمل کنه بيش از 80 مگاپاسکال يا 800 کيلوگرم بر سانتيمتر مربع است.
2- کرنش نظير حداکثر تنش وارده به اين صفحه برابر 1.50% است.
3- استهلاک صفحه در درجه حرارتهاي مختلف براي هر يک نيوتون متر تورک بين 0.000000012 الي 0.000000030 سانتيمتر مکعب است.
4- ضريب اصطکاک صفحه براي دماهاي مختلف ثابت مي‌مونه و بين 0.33 الي 0.53 متغير است.
5- صفحه کلاچ هاي با قطر 200 ميليمتر در حالت نرمال مي‌توانند تا 14000 دور را حمل نمايند و در دماي 200 درجه سانتيگراد اين دور به 11000 دور در دقيقه کاهش پيدا مي‌کند.
6- صفحه کلاچ هاي با قطر 225 ميليمتر در حالت نرمال مي‌توانند تا 12000 دور را تحمل نمايند و در دماي 200 درجه سانتيگراد اين دور به 10000 دور در دقيقه کاهش پيدا مي‌کند.
7- صفحه کلاچ هاي با قطر 420 ميليمتر در حالت نرمال مي‌توانند تا 5500 دور را تحمل نمايند و در دماي 200 درجه سانتيگراد اين دور به 4500 دور در دقيقه کاهش پيدا مي‌کند.
8- دانسيته وزني اين صفحه برابر 1.85 گرم بر سانتيمتر مکعب يا 1850 کيلوگرم بر متر مکعب است (تقريباً دانسيته مصالح تشکيل دهنده اين صفحه کلاچ با رزينهاي با فايبر گلس برابر است)
9- مقدار استون موجود در ترکيب متريالش کمتر از 4% است!

استهلاک اين صفحه کلاچها در مقايسه با صفحه کلاچ معمولي حدوداً 20% هستش که حتي قادر است تا دماي 350 درجه سانتيگراد هم تحمل نمايد در حاليکه صفحه کلاچهاي معمولي تا بيش از 200 درجه تحمل ندارند!

از طرفي ضريب اصطکاک اين صفحه کلاچها در درجه حرارتهاي بالا افت ندارد، اين در حالي است که صفحه کلاچ معمولي حدود 10% افت دارد (بين 100 الي 200 درجه سانتيگراد)

با توجه به دانسيته وزنيش احتمالاً حدس من در مورد متريال اين صفحه کلاچ درسته و از الياف کربن(Carbon Fiber) تشکيل شده که بصورت رزين اپوکسي فشرده شده در اومده! کربن هم طاقت زيادي در برابر درجه حرارت‌هاي بالا داره!