شفت خودرو چیست؟
شفت خودرو یا شفت کاردان (بعد از Girolamo Cardano) یک جزء مکانیکی برای انتقال گشتاور و چرخش تایر ها است که معمولاً برای اتصال سایر اجزای درایو استفاده می شود. که به دلیل فاصله یا نیاز به ایجاد حرکت نسبی بین آنها به طور مستقیم قابل اتصال نیستند.
به عنوان حامل گشتاور ، شفت های محرک در معرض تنش پیچشی و برشی قرار دارند که معادل تفاوت بین گشتاور ورودی و بار است. بنابراین آنها باید به اندازه کافی قوی باشند که فشار را تحمل کنند ، در حالی که از اضافه وزن اضافی نیز پرهیز می کنند زیرا این امر به نوبه خود باعث افزایش بی تحرکی آنها می شود.
برای ایجاد تغییر در تراز و فاصله بین اجزاء ، شفتهای رانندگی غالباً دارای یک یا چند اتصالات هستند ، اتصالات فک یا اتصالات خزنده و گاهی اوقات یک مفصل خمیده یا مفصل منشور.
بیشتر بخوانید: چگونه می توان کلاچ خودرو را آزمایش کرد؟
تاریخچه ی شفت خودرو
اصطلاح شفت درایو برای اولین بار در اواسط قرن 19 ظاهر شد. در استفاده مجدد از ثبت اختراع استور در سال 1861 برای یک دستگاه برنامه ریزی و تطبیق بیان شد، این اصطلاح برای اشاره به شفت محور کمربند که توسط آن دستگاه هدایت می شود ، استفاده می شود. این اصطلاح در ثبت اختراع اصلی وی استفاده نشده است. استفاده اولیه از این اصطلاح در چاپ مجدد ثبت اختراع در سال 1861 برای دستگاه تراش اسب واتکینز و برایسون رخ داده است. در اینجا، این اصطلاح به قدرت انتقال دهنده شفت از چرخ های دستگاه به قطار دنده ای که مکانیسم برش را کار می کند ، اشاره دارد.
در دهه 1890 این اصطلاح به روشی نزدیک تر به معنای مدرن شروع شد. به عنوان مثال ، در سال 1891 ، بتلز از شفت بین کامیون های انتقال و رانندگی موتور لوکوموتیو Climax به عنوان شفت محرک نام برد ، و استیلمن از شفتی که اتصال میل لنگ به میل محور عقب دوچرخه محور راننده خود را عنوان می کند ، نام برد. شافت محرک : در سال 1899 ، بوکی از این اصطلاح برای توصیف نیروی انتقال دهنده شافت از چرخ به ماشینهای رانده شده توسط یک مفصل جهانی در اسب بخار خود استفاده کرد.
در همان سال ، کلارک Velocipede دریایی خود را با استفاده از این اصطلاح برای اشاره به نیروی انتقال نیرو از طریق یک مفصل جهانی به شفت خودرو توصیف کرد. كروپتون از این اصطلاح برای اشاره به شافت بین انتقال موتور موتور بخار خود در سال 1903 و محور استفاده كرد.
شرکت پیشگام صنعت خودرو ، اتوکار ، اولین نفری بود که از یک شافت درایو در اتومبیل بنزینی استفاده کرد. این وسیله نقلیه که در سال 1901 ساخته شد ، در مجموعه موسسه اسمیتسونیان قرار دارد.
شافت درایو اتومبیل
در یک اتومبیل ممکن است از شفت طولی استفاده کنند تا از موتور / گیربکس به انتهای دیگر وسیله نقلیه قبل از رفتن به چرخ ها استفاده کند. معمولاً از یک جفت شفت درایو کوتاه برای ارسال نیرو از دیفرانسیل مرکزی ، گیربکس یا ترانسبل به چرخها استفاده می شود.
یک محور پروانه کامیون دو بخش است:
موتور جلو
درایو چرخ عقب
در خودروهای دارای موتور جلو و عقب ، برای ارسال نیروی برق به طول خودرو نیز نیاز به شفت محرک طولانی تر است. دو شکل حاکم است: لوله گشتاور با یک مفصل واحد جهانی و رایج ترین درایو با دو یا چند اتصال. این سیستم پس از شرکت خودروسازی Panhard et Levassor که آن را به ثبت رساند ، به Système Panhard معروف شد.
بیشتر این وسایل نقلیه دارای یک کلاچ و جعبه دنده (یا گیربکس) هستند که به طور مستقیم بر روی موتور نصب می شوند ، در حالی که شافت محرک به رانندگی نهایی در محور عقب منتهی می شود. هنگامی که وسیله نقلیه ثابت است ، شافت درایو نمی چرخد. برخی از وسایل نقلیه (به طور کلی اتومبیل های اسپرت ، معمولاً مدل های آلفا رومئو یا پورشه) که به دنبال بهبود تعادل وزنی بین جلو و عقب هستند ، از ترابری مجهز به عقب استفاده می کنند. در برخی از مدل های غیر پورشه ، این امر باعث می شود تا کلاچ و گیربکس در قسمت عقب خودرو و محور راننده بین آنها و موتور قرار گیرد. در این حالت ، محور راننده بطور مداوم با موتور می چرخد ، حتی وقتی ماشین ثابت است و از دنده خارج است. با این حال ، مدل های پورشه 928 دارای کلاچ سوار شده به پشت موتور در یک محفظه زنگ زده و شافت محرک از خروجی کلاچ ، که در داخل یک لوله گشتاور محافظ توخالی قرار دارد ، قدرت را به ترانسفر مجهز به عقب منتقل می کند.
این در حالی است که چرخهای عقب در حال چرخش هستند چرخ محور اتومبیل می چرخد زیرا کلاچ سوار شده موتور می تواند چرخش میل لنگ موتور را از چرخ دنده جدا کند. بنابراین برای پورشه ، هنگامی که راننده از کلاچ استفاده می کند در حالی که با سرعت زیاد به سمت بالا یا پایین حرکت می کند ، موتور می تواند با ورودی پدال شتاب دهنده راننده به راحتی آزاد شود ، زیرا با قطع شدن کلاچ ، اینرسی موتور و پرتابگر نسبتاً کم است و با اضافه شدن اینرسی چرخش موتور محرک سنگین نمی شود. لوله گشتاور پورشه به طور محکم در هر دو محفظه زنگ موتور و در مورد ترانسفر محکم می شود و طول و تراز بین محور زنگ و ترانشه را ثابت می کند و گشتاور واکنش چرخ درایو عقب را به حداقل می رساند و از پیچ خوردن ترانس در هر هواپیما به حداقل می رسد.
یک شافت درایو که دیفرانسیل عقب را به چرخ عقب وصل می کند ، ممکن است نیم شافت نامیده شود. این نام از این حقیقت ناشی می شود که برای تشکیل یک محور عقب به دو شفت لازم است.
اتومبیلهای اولیه اغلب از مکانیسم های درایو زنجیره ای یا کمربند استفاده می کردند نه یک محور محرک. برخی از ژنراتورهای الکتریکی و موتورها برای انتقال نیرو به چرخ ها استفاده می کردند.
بیشتر بخوانید: عملکرد سیستم اگزوز چگونه است؟
خودروی محورجلو
در انگلیسی ، اصطلاح “شافت درایو” به شافت عرضی محدود شده است كه نیرو را به چرخها ، به ویژه چرخهای جلو منتقل می كند. شافت درایو که گیربکس را به دیفرانسیل عقب متصل می کند ، به محور راننده یا محور پروانه می گویند. مونتاژ پیشرانهی شافت شامل یک شاخه پروانه ، یک مفاصل لغزش و یک یا چند اتصال است. در جایی که موتور و محورها از یکدیگر جدا شده اند ، مانند وسایل نقلیه محرک چهار چرخ و چرخ عقب ، این شاخه پروانه است که برای انتقال نیروی محرکه تولید شده توسط موتور به محورها خدمت می کند.
چندین نوع مختلف از شافت درایو در صنعت خودرو استفاده می شود:
شافت درایو یک تکه
شافت درایو دو تکه
شافت محور لوله
شافت درایو لوله کش نوع جدیدی است که ایمنی در برابر خرابی را بهبود می بخشد. برای جذب انرژی در صورت تصادف می تواند فشرده شود ، بنابراین به عنوان شافت محرک فروپاشی نیز شناخته می شود.