گیربکس واریوماتیک و نوع و طریقه ی عملکرد آن

گیربکس واریوماتیک توسط شرکت خودرو سازی داف در سال ۱۹۵۸ ارائه شده است. گیربکس واریوماتیک ساده ترین دستگاه انتقال قدرت اتوماتیک بوده که اساس آن بر گریز از مرکز استوار می باشد.

در ابتدای کار دو قسمت چرخ تسمه متحرک به وسیله نیروی فنر کاملاً به هم نزدیک شده قطر موثر آن افزایش میابد. چون طول تسمه ثابت است وقتی قطر چرخ تسمه متحرک افزایش یابد قطر چرخ تسمه محرک کمتر می شود. بنابراین در ابتدای کار موتور با دور زیادو گشتاور نسبتاً زیاد محور متحرک را با دور کم و گشتاور نسبی زیاد به حرکت در می آورد. وقتی دور چرخ ها که متصل به چرخ تسمه متحرک می باشد افزایش یابد این افزایش دور عیناً به چرخ تسمه محرک و موتور تاثیر گذارده در نتیجه وزنه ها به خارج از مرکز پرتاب می شوند. در اثر پرتاب وزنه ها دو قسمت چرخ تسمه محرک به یک دیگر نزدیک شده قطر موثر آن افزایش میابد. با ثابت بودن طول تسمه قطر چرخ متحرک کاهش یافته دور محور خروجی متناسب با افزایش دور موتور اضافه می شود. از گیربکس واریوماتیک اخیراً برای سیستم انتقال قدرت موتورسیکلها نیز استفاده می شود.

گیربکس های ترتیبی و اصول و نوع کار کرد آن ها

اگر به نحوه عوض کردن دنده در موتور سیکلت ها نگاه کنید می بینید که با بالا و پایین بردن اهرم تعویض دنده ، دنده عوض می شود، که در این سیستم تعویض دنده به کمک یک Drum شیار دار به شکل زیر صورت می پذیرد و با نحوه تعویض دنده ها در ماشین ها فرق می کند که در این روش تعویض دنده سریع تر است و تعداد قطعات آن کمتر و مجموعه را جمع و جور تر می کند. همانطور که مشاهده می کنید روی درام شیارهای ماشین کاری شده وجود دارد . این شیار ها یکی از دو کار زیر را جهت تعویض دنده انجام می دهند.

1. اگر درام نزدیک به چرخ دنده ها باشد شیارها مستقیماً خود ماهک ها را کنترل می کند و دیگر نیازی به میل ماهک ها نیست.
2.  اگر درام دور از چرخ دنده های گیربکس های ترتیبی قرار گرفته باشد, شیارها میل ماهک ها را جهت تعویض دنده کنترل می کند.

اما در ماشین ها بیشتر از شیوه H-pattern برای تعویض دنده استفاده می شود. که در این شیوه ما دسته دنده را برای تعویض دنده تغییر حالت میدهیم که در این حالت ماهک ها روی میل ماهک عقب و جلو روی می شوند و دنده تعویض می شود. اما گیربکس ماشین های مسابقه نیز شبیه به گیربکس های ترتیبی (Sequential Gearbox) است اما با این تفاوت که در موتور سیکلت اهرم تعویض دنده بالا و پایین می شود اما در ماشین های مسابقه عقب و جلو می شود برای مثال برای تغییر دنده در ماشین مسابقه از 1 به 2 دسته دنده یک بار به جلو فشار می دهیم و برای کم کردن دنده عکس کار افزایش دنده را انجام می دهیم و تنها تفاوت در نحوه کنترل میل ماهک هستند اما در موتور سیکلت ها تغییر دنده از 1 به 2 اهرم تعویض دنده بالا یا پایین می شود.

الکتروموتور پله ای و نحوه ی کنترل آن

الکتروموتور پله ای به صورت 1 بیتی یا دو بیتی حرکت می کند. در حالت دو بیتی دو سیم پیچ در هر لحظه پالس 1 را دریافت می کنند در حالت یک بیتی در هر لحظه تنها یک سیم پیچ پالس 1 را دریافت می کند و اگر این دریافت پالس به صورت منظم و پشت سر هم انجام شود موتور نیز به صورت صحیح به سمت جهت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن حرکت خواهد کرد.

نحو ه کنترل الکتروموتور پله ای در دو حالت زیر بررسی می شود:

نحوه کنترل 2 بیتی الکتروموتور: در حالت دو بیتی در لحظه دو سیم پیچ بار دار می شوند مثلا اگر اول سیم پیچ 1 و2 تحریک شوند بعد سیم پیچ 2و3 سپس 3و4 ودر نهایت 4و 1 برای حرکت موتور پله ای بایست همین ترتیب را تا موقعییکه می خواهید موتور حرکت داشته باشد ادامه دهید حال اگر این ترتیب را عوض کنید موتور در خلاف جهت فعلی حرکت می کند.

نحوه کنترل 1 بیتی الکتروموتور: در حالت یک بیتی اگر اول سیم پیچ 1 را تحریک کنیم .سیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند جهت حرکت موتور پله ای در سمت حرکت عقربه های ساعت بعد از سیم پیچ 1 ، نوبت سیم پیچ 2 است که تحریک شود.، و در این حالت نیز بقیه سیم پیچها بدون تحریک هستند بعد از آن نوبت سیم پیچ 3 و سپس نوبت سیم پیچ شماره 4 است دقت کنید که در هر لحظه یک سیم پیچ تحریک شو د اگر بعد از سیم پیچ 1 سیم پیچ 4 را تحریک کنیم و سپس به سراغ3و2 برویم موتور در جهت عکس عقربه های ساعت خواهد چرخید.

الکتروموتورهای اصلی و انواع گوناگون آن ها

الکتروموتور ها بر اساس سه اصل فیزیکی مختلف کار می‌کنند: مغناطیس (magnetic)، الکترو استاتیک (electrostatic) و پیزو الکتریک (piezoelectric). به این الکتروموتور های نامبرده الکتروموتورهای اصلی می گویند. می توان گفت تاکنون متداول‌ترین آن‌ها، نوع مغناطیسی بوده است. در الکتروموتورهای مغناطیسی (magnetic motors)، میدان مغناطیسی در روتور و استاتور تشکیل می‌شود. ضرب برداری این دو میدان یک نیرو و در نتیجه یک گشتاور بر روی محور موتور ایجاد می‌کند. یکی یا هر دو این میدان‌ها را باید با چرخش روتور تغییر داد. این کار با روشن و خاموش کردن قطب‌ها در زمان مناسب و یا تغییر قدرت قطب انجام می‌شود. انواع اصلی الکتروموتورها شامل موتورهای DC و موتورهای AC می‌شود که نوع دوم تا حد زیادی جایگزین نوع اول شده است. الکتروموتورهای AC می‌توانند سنکرون (synchronous) یا آسنکرون (asynchronous) باشند. زمانی که یک الکتروموتور سنکرون استارت می‌کند، نیاز به سنکرون شدن میدان مغناطیسی متغیر با همه گشتاورها می‌باشد. در ماشین‌های سنکرون میدان مغناطیسی باید با استفاده از وسیله‌ای غیر از القای اصلی همانند یک سیم پیچ با تحریک جداگانه و یا آهن‌رباهای دایمی تامین شود.

الکتروموتور DC با تحریک الکتریکی و چگونگی عملکرد آن

الکتروموتور DC کموتاتوری دارای مجموعه‌ای از سیم پیچ‌های دوار می باشد که بر روی یک آرمیچر (armature) قرار داده شده و بر روی یک شافت دوار پیچیده شده‌اند. شافت کموتاتور را نیز حمل می‌کند که شامل یک سوییچ الکتریکی دوار بلند است که با چرخش شافت به صورت دوره‌ای جریان سیم پیچ روتور را معکوس می‌کند. بنابراین، هر الکتروموتور DC جاروبکی دارای جریان AC درون سیم‌پیچ‌های دوار خود است. جریان از درون یک یا چند جاروبک که بر روی کموتاتور قرار دارند جریان می‌یابد. جاروبک‌ها یک منبع خارجی برق را به آرمیچر دوار اتصال می‌دهند. آرمیچر دوار شامل یک یا چند سیم پیچ در اطراف یک هسته فرو مغناطیسی لایه‌لایه که از نظر مغناطیسی نرم  می‌باشد. جریان از جاروبک‌ها به کموتاتور و یک سیم پیچ از آرمیچر جریان می‌یابد و آن را یک آهن‌ربای موقت می‌کند. میدان مغناطیسی تولید شده توسط آرمیچر با یک میدان مغناطیسی ثابت تولید شده توسط آهن‌رباهای دایمی و یا یک سیم پیچ میدان دیگر که بخشی از قاب الکتروموتور هستند، تعامل می‌کند. نیروی بین دو میدان مغناطیسی تمایل به چرخاندن محور الکتروموتور دارد. با چرخش شافت الکتروموتور، کموتاتور برق را میان سیم‌پیچ‌ها قطع و وصل می‌کند، که باعث جلوگیری از هم‌راستا شدن کامل قطب مغناطیسی روتور با قطب مغناطیسی میدان استاتور می‌شود و این باعث می‌شود که روتور هرگز متوقف نشود (بر خلاف سوزن قطب‌نما) و تا زمانی که برق تامین می‌شود به چرخش خود ادامه دهد.

بسیاری از محدودیت‌های الکتروموتور DC کموتاتوری کلاسیک به دلیل نیاز به جاروبک‌هایی است که در مقابل کموتاتور فشار وارد می‌کنند. این کار باعث ایجاد اصطکاک می‌شود. زمانی که روتور از شکاف عایق بین بخش‌های کموتاتور می‌گذرد، جاروبک‌ها تولید جرقه می‌کنند که باعث قطع شدن مدارهای کویل می‌شود. بسته به نوع طراحی کموتاتور، این ممکن است شامل اتصال کوتاه شدن بخش‌های مجاور به وسیله جاروبک‌ها و در نتیجه انتهای کویل‌ها در لحظه‌ای باشد که از شکاف‌ها عبور می‌کنند. علاوه بر این، اندوکتانس سیم پیچ روتور باعث می‌شود که ولتاژ هر مدار در زمانی که آن مدار باز می‌شود افزایش یابد که باعث افزایش جرقه جاروبک‌ها می‌گردد. این جرقه باعث محدودتر شدن سرعت ماشین می‌شود زیرا جرقه بسیار سریع باعث گرم شدن بیش از حد، سایش و یا حتی ذوب شدن کموتاتور می‌گردد. چگالی جریان در واحد سطح جاروبک‌ها در ترکیب با مقاومت آن‌ها باعث محدود شدن خروجی الکتروموتور DC می‌گردد. قطع و وصل تماس‌های الکتریکی همچنین باعث تولید نویز الکتریکی می‌شود. جاروبک‌ها در نهایت فرسوده می‌شوند و نیاز به جایگزینی دارند و خود کموتاتور در اثر فرسایش نیاز به تعمیرات (در موتورهای بزرگ) و یا تعویض (در موتورهای کوچک) دارد. تجهیز کموتاتور در الکتروموتورهای بزرگ، یک قطعه گران قیمت می باشد که نیاز به مونتاژ دقیق بسیاری از قطعات دارد. در موتورهای کوچک کموتاتور معمولا به صورت دایمی با روتور یکپارچه شده است، بنابراین جایگزینی آن معمولا نیاز به جایگزین کردن کل روتور دارد. در حالی که بیش‌تر کموتاتورها استوانه‌ای هستند، برخی از آن‌ها به صورت دیسک‌های مسطح متشکل از چندین قسمت (به طور معمول، حداقل سه قسمت) می‌باشند که بر روی یک عایق نصب شده‌اند. جاروبک‌های بزرگ برای سطح تماس بزرگ‌تر جاروبک مطلوب هستند تا خروجی الکتروموتور را به حداکثر برسانند، اما جاروبک‌های کوچک برای کاهش جرم و به حداکثر رساندن سرعتی که در آن موتور می‌تواند بدون برخورد بیش از حد جاروبک‌ها و جرقه کار کند به کار روند. جاروبک‌های کوچک برای کاهش هزینه‌ها نیز مطلوب هستند. فنرهای سخت‌تر نیز می‌توانند برای استفاده از جاروبک‌ها با جرم مشخص در سرعت بالاتر به کار روند اما این کار به قیمت تلفات اصطکاکی بیش‌تر و راندمان پایین‌تر و فرسایش سریع‌تر جاروبک و کموتاتور می‌باشد. بنابراین طراحی جاروبک الکتروموتور DC مستلزم ایجاد توازن بین توان خروجی، سرعت و کارایی/فرسایش می‌باشد.

مزایای گیربکس های خورشیدی

گیربکس های خورشیدی یکی از انواع گیربکس های صنعتی است و داری مزایایی می باشد که در ذیل به آن اشاره شده است:

مزایای گیربکس های خورشیدی عبارت اندز:

• گشتاور 650 الی 500000 نیوتن متر
• تنوع دور 0.4 تا 500 دور در دقیقه
• تحمل بار عمودی و افقی بسیار زیاد بر روی شافت
• سادگی تعمیرات و نگهداری
• طول عمر طولانی و دوام بیشتر
• صدای بسیار کم
• راندمان بسیار بالا تا 98%
• حجم بسیار کم حتی تا 1.4 نمونه های مشابه

کمپرسورها و دسته بندی آن ها از بعد تراکم

کمپرسورها بر اساس فرآیند تراکم و رفتاری که از خود نشان می دهند به دو دسته زیر تقسیم بندی می شوند:

• کمپرسورهای گریزازمرکز Centrifugal
• کمپرسورهای جابجائی مثبت PositiveDisplacement

در کمپرسورهای گریز ازمرکز (جریان پیوسته) ابتدا انرژی جنبشی گاز مورد تراکم افزایش داده شده و سپس بخش اعظمی از انرژی جنبشی آن در یک مجرای گشاد شونده بنام حلزونی (Voulte) به انرژی پتانسیل (فشار) تبدیل می شود.

در کمپرسورهای جابجائی مثبت همواره مقدار معینی از گاز بین دو قطعه به تله انداخته شده و با کاهش حجم محفظه، فشار گاز افزایش می یابد. این کمپرسورها خود به دو دسته تناوبی(Reciprocating) و دورانی(Rotary)  تقسیم می شوند. البته هریک از دسته های فوق تنوع زیادی درشکل و ساختار مکانیکی داشته ولی از لحاظ رفتاری دارای ویژگیهای نسبتا یکسانی هستند.

کمپرسورهای فریونی کاسه نمدی و نوع و اصول کارکرد آن ها

کمپرسورهای فریونی کاسه نمدی جز کمپرسورهای پیستونی تراکم یک مرحله ای و از انواع کمپرسورهای خرد و کوچک هستند. در این دسته از کمپرسورها دو سیلندر یا چهار سیلندر بصورت عمودی یا V شکل با قطر 40 تا 70 میلی متر ساخته می شوند . عمل خنک سازی سیلندرها با هوا بوده و میل لنگ کمپرسور با دو تکیه گاه و سرعت آن 24 دور در ثانیه است . انتقال نیرو از الکتروموتور به کمپرسور بوسیله تسمه با کوپلینگ می باشد . دو طرف میل لنگ بوسیله کاسه نمد سیفونی با فنری آب بندی شده و سطح اصطحکاک گرافیت ـ فولادی و برتری یا فولاد است . روغن کاری پاشش فشاری است .

کمپرسورهای فریونی بدون کاسه نمد و عمل کرد آن ها

این دسته از کمپرسورها نیز جز کمپرسورهای پیستونی تراکم یک مرحله ای و از انواع کمپرسورهای خرد و کوچک هستند. کمپرسورهای فریونی بدون کاسه نمد با الکتروموتور در یک پوسته قرار داشته و رتور الکتروموتور مستقیماً به میل لنگ کمپرسور بطور طره ای ( کنسولی ) متصل می باشد. برای دسترسی به الکتروموتور و کمپرسور دریچه قابل باز شدن در نظر گرفته می شود. کمپرسورهای فریونی بدون کاسه نمد می توانند با دور بیشتر نسبت به نوع کاسه نمدی کارکنند و ابعاد آنها کوچکتر بوده و سرو صدای کمتری دارند و نسبت به نوع کاسه نمدی با دوام تر هستند.

گیربکس اتوماتیک و نوع و اصول کار کرد آن

ابتدا تصور کنید اتومبیل دنده ای را فقط با دنده  سه رانندگی کنید. شاید شما تابه حال اینگونه رانندگی نکرده باشید. ولی اگر  به این صورت رانندگی کنید به طور حتم شما شاهد کندی اتومبیل در زمان حرکت اولیه می شوید و نیز خواهید فهمید که در سرعت بالای 100 کیلومتر یا 120 کیلومتر، موتور اتومبیل صدای زیادی می کند و دور سنج موتور به قسمت قرمز رسیده و دیگر تند و تیز نمی رود. این شرایط وقتی به وجود می آید که گیربکس در اتومبیل نباشد، نوع عملکرد گیربکس اتوماتیک را با این شرایط بهتر درک کردید و فهمیدید که بدون گیربکس اتومبیل چگونه می شود. بدون عملکرد گیربکس از نظر قدرت و سرعت کاملا محدود می باشد البته این نوع اتومبیل ها هیچگونه مصرفی ندارند و سریعا خراب می شوند.
بنابراین متوجه شدیم که گیربکس با تغییر ضریب دنده، قدرت گشتاور و دور موتور را به صورت لازم تغییر میدهد و در اختیار اتومبیل قرار میدهد تا موتور با دوری متناسب و مفید کار کند. یکی از تفاوت های اصلی گیربکس اتوماتیک با گیربکس دنده ای در این می باشد که گیربکس دنده ای با قفل کردن دنده هایی که روی شفت خروجی که به صورت آزاد روی بلبرینگ سوار شده اند و یا به وسیله  کشویی و ماهک،  درگیر و آزاد می شوند ویا در مدل های پایین با حرکت دادن بر روی شفت دنده ها،  آن ها روی هم و یا آزاد می شوند و به این طریق دنده ها درگیر و یا آزاد می گردند و باعث تغییر ضریب در دنده ها میشوند. ولی در گیربکس اتوماتیک تمام دنده ها همیشه درگیرند و بانگه داشتن یکی و به حرکت در آوردن  دیگری نوع ضریب دنده به دست می آید وبه این نوع سیستم دنده به لحاظ شبیه بودنش به حالت خورشید و سیارات، دنده های سیاره ای یا خورشیدی می گویند.