معرفی شفت از بخش های اصلی در سیستم انتقال قدرت در خودرو

مجموعه: اصول تعمیر و نگهداری خودرو

یکی از بخش های مهم سیستم انتقال قدرت خودرو شفت می باشد

شفت خودرو چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟ 

مفهوم کلی شفت خودرو 

یکی از بخش های مهم سیستم انتقال قدرت، شفت می باشد. شفت در مکانیزم خودرو موظف است نیروی چرخی موتور را به اجزای مختلف اتومبیل به ویژه چرخ ها انتقال دهد. 

جعبه دنده خودرو متشکل از اجزا متعددی نظیر یاتاقان، پوسته، مکانیزم تعویض دنده، چرخ دنده و شفت است. شفت در اصطلاح به معنای محور می باشد. 

ضرورت دارد عنصر سازنده شفت خودرو، برای تحمل بار وارده از تنش های انتقال قدرت مقاوم باشد. در عین حال به منظور جلوگیری از اتلاف انرژی، در وزن سبک طراحی گردد. در صورتی که شفت در وزن سنگین طراحی شود، در طی فرایند انتقال قدرت، بخش گسترده ای از انرژی جذب آن می گردد. 

بدین ترتیب، یک شفت مناسب متشکل از فولاد آلیاژی است. علاوه بر این، برای کارایی بهتر شفت، بخش سطحی آن به وسیله ی لایه ای از کروم پوشش داده می شود که در برابر زنگ زدگی مقاوم عمل می کند. 

تفاوت شفت درخودرو های قدیمی و مدرن به عملکرد آن بستگی دارد. در خودرو های قدیمی، انتقال نیرو به وسیله تعدادی ساچمه تکمیل می شد. اما در خودرو های مدرن، انتقال قدرت توسط یک سه شاخه که در داخل سرپلوس، به نام شفت قرار دارد، انجام می شود. 

انواع شفت های اتومبیل

شفت های اتومبیل در دو نوع ثابت و متحرک طراحی می شوند که تحت تاثیر تنش های پیچشی و خمشی قرار دارند. 

شفت ثابت 

شفت ثابت قادر است سیستم های مختلف را کنار هم نگه دارد یا به عنوان تکیه گاه از قطعات بزرگ خودرو محافظت کند. شفت های ثابت در قالب یک میله یا محور ثابت طراحی می شوند. از شفت های ثابت در خصوص سوار کردن چرخ تسمه، دسته لنگ ها، کلاچ ها و چرخ دنده ها استفاده می شود. 

شفت متحرک

شفت متحرک نیروی یک سیستم را به صورت چرخشی، رفت و برگشتی به یک سیستم دیگر منتقل می کند. شفت های متحرک، به صورت زاویه دار تعبیه می شوند. 

تفاوت شفت خودروهای قدیمی و مدرن به عملکرد آن بستگی دارد

شفت خودرو؛ از گذشته تا کنون 

قدمت تاریخی تولید شفت خودرو به قرن 19 میلادی باز می گردد. در سال های نخست پیدایش شفت، این قطعه کاربردی در کامیون ها و لوکوموتیو ها تعبیه می شد. زین پس فردی به نام "استیلمن" در صنعت خودرو سازی در راستای انتقال قدرت موتور از میل لنگ به دو چرخه محور خودرو از شفت استفاده کرد.  

در سال 1900 میلادی، کاربرد شفت در خودرو متمایز شد و به عنوان انتقال دهنده گشتاور به چرخ ها مورد استفاده قرار گرفت. در این نوع کاربری، شفت نقش رابط میان چرخ و دیفرانسیل را بر عهده گرفت. 

در طی سال های متمادی، بهره گیری از شفت در راستای تولید خودرو گسترش پیدا کرده است. در عصر حاضر، در پروسه تولید خودرو های مدرن از انوع شفت های فیبر کربنی و محور لوله ای استفاده می شود. 

متداول ترین استفاده از شفت در خودرو های فرز، کشاورزی، اتومبیل و حمل و نقل مشهود است. 

گونه های مختلف شفت خودرو 

در صنعت خودرو سازی، شفت دو کارکرد اصلی دارد. کارکرد اول، برقراری ارتباط میان اجزای مختلف است و کارکرد دوم به برقراری انتقال قدرت اختصاص می یابد. 

شفت خودرو تحت تأثیر مدل و نوع محور محرک اتومبیل متغیر است. در ادامه مهم ترین شفت هایی که در خودرو های مختلف به صورت ثابت وجود دارند را عنوان می کنیم. 

شفت محور اصلی 

چرخ دنده های گیربکس بر روی شفت محور اصلی به صورت متحرک تعبیه می شوند. در واقع چرخ دنده های خودرو به وسیله ی یاتاقان های موجود بر روی آن حرکت می کنند. 

شفت محور اصلی یا خروجی، گشتاور موجود در درون گیربکس را به سمت پوسته آن در بخش دیفرانسیل یا میل گردان هدایت می سازد. 

یکی از کارکردهای شفت خودرو برقراری ارتباط میان اجزای مختلف است

شفت محور کلاچ 

اصلی ترین محور خودرو، شفت محور کلاچ یا ورودی است. شفت ورودی، یک رابط میان گیربکس، کلاچ و موتور است که از میل لنگ نیروی گشتاور موتور را دریافت می کند و به پوسته داخلی گیربکس هدایت می سازد. 

کارکرد شفت ورودی تحت تأثیر کلاچ قرار دارد. در بخش انتهایی شفت ورودی چرخ دنده ای تعبیه شده است که موظف است نیرو را به چرخ دنده های درون پوسته منتقل کند. 

شفت محور زیر

رابط درون پوسته گیربکس، شافت واسط یا محور زیر است. این نوع محور، به عنوان برقرار کننده ارتباط میان شافت ورودی و خروجی تعبیه می شود. 

در واقع نیروی موتور، از شافت ورودی به شافت واسط انتقال پیدا می کند و به محور اصلی یا شفت خروحی هدایت می گردد. 

شفت اکسل 

در میان چرخ دنده های تعبیه شده بر روی محور خروجی و چرخ دنده یکپارچه محور واسط رابطه ای برقرار است. در واقع به وسیله این ارتباط، گشتاور تولیدی در میل لنگ به دیفرانسیل منتقل می گردد. در طی این روند، چرخ دنده های گیربکس، انرژی لازم را با شدت و سرعت مناسب در راستای حرکت چرخ های خودرو منتقل می کنند. 

یکی دیگر از شفت های خودرو، شفت اکسل است. شفت اکسل رابط میان دیفرانسیل و پلوس است که در انتقال حرکت دیفرانسیل به پلوس چرخ ها نقش چشمگیری ایفا می کند. 

بهتر است بدانید شفت پلوس، زاویه دار و مفصلی است. 

گونه های مختلف شافت درایو در خودرو 

در مکانیزم خودرو به شفتی که به عنوان محوری میله ای حرکت های دورانی را منتقل می سازد، شافت درایو می گویند. شافت درایو یک محور عرضی است که در سه شکل یک تکه، دو تکه و لوله محور تعبیه می شود. 

شافت درایو لوله کش مدرنی است که در صورت تصادف، می تواند برای جذب انرژی فشرده گردد. لذا به عنوان یک شافت محرک فروپاشی شناخته شده است که ایمنی خودرو را در برابر خرابی بهبود می بخشد. 

شافت درایو در خودرو وظیفه انتقال نیروی موتور به گیربکس را بر عهده دارد. این نوع شافت از قابلیت لرزه گیری و تحمل ضربات سنگین نیز برخوردار است. 

قدمت تاریخی تولید شفت خودرو به قرن 19 میلادی باز می گردد

وجه تمایز شفت در خودروهای دیفرانسیل جلو و دیفرانسیل عقب

در خودروهای دیفرانسیل عقب، ارتباط میان شافت ورودی و خروجی برای انتقال قدرت و نیروی گشتاور به وسیله ی یک محور واسط تکمیل می شود. 

در حالی که در خودرو های دیفرانسیل جلو، شفت میانی حذف می شود. لذا انتقال قدرت در داخل پوسته گیربکس میان شافت ورودی و خروجی شکل می گیرد. به عبارتی دیگر در خودرو های محور محرک جلو، گشتاور به وسیله شفت ورودی از طریق موتور دریافت می شود.

سپس به وسیله چرخ دنده های انتهایی در درون پوسته نیروی گشتاور میان چرخ دنده های مختلف تقسیم می گردد. 

در بخش های جانبی دنده خروجی، دندانه وجود دارد. یک طرف دنده خروجی به دیفرانسیل ختم می شود و طرف دیگر با دنده شافت ورودی در ارتباط است.

نقش شفت در موتور 

در یک موتور الکتریکی، شفت بخش اصلی محسوب می شود. نیروی گشتاور در موتور به وسیله استپر موتور و سرووموتور تولید می گردد. این نیرو به وسیله ی شفت به سازه های متصل انتقال پیدا می کند. 

علاوه بر این، بهره گیری از شفت در موتور های الکتریکی قابلیت تعیین موقعیت نسبی قطعات را فراهم می سازد. 

گردآوری:بخش مجله خودرو بیتوته