آپلود عکس


آپلود عكس

آپلود عكس

مبانی هیدرولیک - مکانیک خودرو


مکانیک خودرو
خودرو وشناسایی قطعات وعیب یابی آنها
قالب وبلاگ

مبانی هیدرولیک



هیدرولیک مطالعه سیالات و کاربرد آن برای انتقال نیرو و حرکت است. کلمه هیدورلیک از لغت یونانی هیدرو به معنی آب گرفته شده است.
سیستم‌های آب رسانی خانگی یک کاربرد متداول از هیدرولیک می باشد و اصول حاکم بر رفتار آب در مورد تمام سیالات صادق است. درگیر بکس‌های اتوماتیک مدرن یک سیستم هیدرولیک برای کنترل عملکرد آنها به کار رفته است.
در حالی که تمام سیستم‌های هیدرولیکی از مایعات استفاده می‌کنند مایعی که درگیر بکس‌های اتوماتیک به کار می رود عموماً روغن گیربکس نامیده می شود.


اصول هیدرولیک
سیستم‌های هیدرولیک نیرو و حرکت را از طریق کاربرد فشار انتقال می دهند نیرو، فشار و یا کشش اعمال شده بر یکشیئی است. نیرو معمولاً بر حسب پاوند و یا نیوتن اندازه‌گیری می شود. فشار نیروی اعمال شده بر سطح معین است. فشار معمولاً بر حسب واحد نیرو تقسیم بر واحد سطح اندازه گیری می شود و واحدهای آن پاوند بر اینچ مربع (Psi) یا کیلوپاسکال(kpa ) اندازه گیری می شود.  6.89 pa= 1psi))می باشد.


پاسکال یک واحد اندازه گیری است که بعد از « بلز پاسکال » ریاضیدان و دانشمند مشهور فرانسوی (1623-1662 ) به خاطر تحقیقاتش در هیدرولیک به نام او نامگذاری شد. پاسکال بعضی از حایق مهم دربارة رفتار مایعات در یک سیستم بسته را کشف کرد. او دریافت که فشار روی یک مایع محبوس شده بطور مساوی بر تمام جهات منتقل می شود و بر سطوح برابر نیروی مساوی وارد می کند.


این اصل قانون پاسکال نامیده می شود و چنانچه بعداً خواهیم دید یک اصل بنیادی است که بر عملکرد تمام سیستم‌های هیدرولیک حکمفرماست. سیستم‌های هیدرولیک قادرند مایعات را برای انتقال نیرو و حرکت بکار گیرند زیرا در تمام کاربردهای عملی یک مایع غیر قابل تراکم است.
اینکه چه مقدار فشار بر روی یک مایع اعمال می شود اهمیتی ندارد، چون حجمش همواره ثابت می ماند. این امر به سیال اجازه می دهد که نیرو و حرکت بکار گیرند زیرا در تمام کاربردهای عملی یک مایع غیرقابل تراکم است.
اینکه چه مقدار فشار بر روی یک مایع اعمال می شود اهمیتی ندارد، چون حجمش همواره ثابت می ماند. این امر به سیال اجازه می دهد که نیرو و حرکت را به خوبی یک اهرم مکانیکی منتقل کند. مزیت یک مایع بر اهرم مکانیکی این است که دارای حجم است امّا شکل ثابتی ندارد. چون فرض بر این است که مایع به شکل ظرف خود در می‌‌آید می توان آن را برای رفع موانع به هر شکلی خم کرد.


اصول قطعات سیستم هیدرولیکی
تمام سیستم‌های هیدرولیکی گیربکس اتوماتیک از یک مخزن، یک چشمه ورودی، سوپاپ‌های کنترل و یک عمل کنندة خروجی استفاده می کنند. مخزن عبارت است از یک کارتل، یک تانگ و یا هر نوع ظرف دیگری که روغن را برای ما ذخیره می‌کند. چشمة ورودی یک پیستون یا یک پمپ است که نیروی لازم را تهیه می‌کند. سوپاپ‌های کنترل عبارتند از هر قطعه‌ای که جریانروغن را محدود، هدایت و یا به عبارت دیگر تنظیم کند. کارانداز خروجی یک پیستون و یا سرو و موتور است که نیروی ایجاد دشه به وسیلة فشار هیدرولیکی را منتقل می کند.


هیدرودینامیک
عبارت است از مطالعه عملکرد و حرکت مکانیکی و عملکرد سیالات یا مایعات در حال حرکت، اولینن چیزی که در این رابطه باید دانست این است که فشار تنها زمانی ایجاد می شود که مقاومتی در برابر جریان سیال وجود داشته باشد. اگر دبی حجمی پمپی 200 گالن بر دقیقه باشد و این پمپ این حجم روغن را از میان لوله‌ای که توانایی عبور حداکثر 200 گالن بر دقیقه راداشته باشد جاری کند روغن جریان خواهد داشت. امّا هیچ فشاری ایجاد نمی‌شود. فشار تا زمانیکه مانعی در مقابل سیال در داخل لوله ایجاد نشود بالا نمی رود. قابلیت ایجاد مقاومتهای گوناگون در یک سیستم هیدرولیک برای بدست آوردن مقادیر مختلف فشار اساس سیستم هیدرولیک تمام گیربکس های گوناگون است. این بخش جزئیات انواع مختلف سوپاپ‌های کنترل بکار رفته در گیربکس های اتوماتیک متمرکز است. شیرهای کنترل گیربکس های اتوماتیک را می توان در دو گروه عمدة زیر طبقه‌ بندی نمود:


ـ سوپاپ‌هایی تنظیم فشار: اندازة فشار ایجاد شده در گیربکس به منظور تعویض دنده‌ها را کنترل می کنند.
ـ سوپاپ‌های قطع و وصل )سویچینگ) جهت جریان روغن را قبل از انجام تعوییض کنترل می‌کنند. گاهی اوقات در بعضی گیربکس‌ها عمل تنظیم فشار و سویچینگ در یک زمان انجام می شود امّا در هر یک صورت هر یک از دو وظیفة فوق به وضوح در انواع گیربکس‌ها مشاهده می شود.


اریفیس (تنگنا( orifice
اریفیس یک مجرای عبوری کوچک است که به عنوان ساده ترین سوپاپ تنظیم فشار به کار می ورد. در گیربکس های اتوماتیک اریفیس ممکن است یک لولة محدود شده و یا یک سوراخ کوچک بین دو محفظه باشد.
همچنین ممکن است از اریفیس برای محدود کردن جریان روغن عبوری از کانالهای یک گیربکس استفاده شود، هنگامی که سیال به یک اریفیس می رسد با مقاومتی روبرو می‌شود و فشار رو به افزایش می‌نهد، لذا فشار در سمتی از اریفیس که حجم روغن بیشتر است بالاتر می رود.


سوپاپ فشار شکن Pressure Relief Valve
یک سوپاپ فشار شکن یا سوپاپ محدود کنند فشار هنگامی که فشار به یک حد از پیش تعیین شده رسید از یک مجرای خرو جی به روغن اجازه تخلیه می دهد. در یک نوع رایج از سوپاس فشار شکن یک پیستون یک فنر و یک مجرای خروجی برای کنترل فشار به کار رفته است. در این سوپاپ، روغن وارد مجرای ورودی شده و پیستون را مخالف نیروی فنر می‌فشارد.

درگیربکس های اتوماتیک سوپاپ فشارشکن دو وظیفه را به عهده دارد:
ـ فشار سیستم هیدرولیک را به منظور حفاظت از قطعات گیربکس در مقابل فشار زیاد محدود می‌کد.
ـ می‌توان سوپاپ فشارشکن را برای جلوگیری از جریان یافتن سیال در سیستم هیدرولیک تا رسیدن به یک فشار معین به کار برد. در این صورت مجرای خروجی مانند یک راهگاه ورودی عمل می‌کند و تا زمانیکه فشار سیستم برای متراکم کردن فنر و باز کردن مجرای خروجی کفایت کند هیچ سیالی از میان آن عبور نمی‌کند.


سوپاپ های قرقره ای
اغلب سوپاپ‌های بکار رفته درگیر بکس اتوماتیک از نوع سوپاپ قرقره‌ایی هستند و تعدادی از آنها به عنوان سوپاپ تنظیم فشار عمل می کنند.این سوپاپ‌ها از این جهت که شباهت زیادی به قرقره‌هایی که روی آن ها نخ خیاطی پیچیده می شود، نامگذاری کرده‌اند.


سوپاپ قرقره‌ایی ساده
یک سوپاپ قرقره‌ای ساده 2 عدد پیستون، 4 سطح فشاری و یک دسته پیستون در بین سطوح داخلی دارد .
سوپاپ های قرقره ایی اساساً یک نوع پستون هستند که هنگام اعمال شار هیدرولیک بر سطوح مختلف آنها در داخل یک سیلندر به دقت ماشینکاری شده، به عقب و جلو حرکت می‌کنند.
سوپاپ قرقره ایی ساده در یک طرف داری یک سطح فشار است که دو برابر سطح فشار طرف دیگر است و فشار اعمال شده بر هر دو سطح یکسان است. در این مثال فشار اعمال شده بر سطح بزرگتر، نیروی خروجی دو برابر تولید خواهد کرد و سوپاپ به سوی نیروی کوچکتر حرکت می‌کند.


سوپاپ های بالانس (تعادل(
سوپاپ های بالانس، سوپاپ‌های تنظیم فشار هستند که یک سوپاپ قرقره ای و فنر را برای کنترل فشار سیستم هیدرولیک به خدمت می گیرند. همچنین بعضی از سوپاپ‌های بالانس از نیروی کمکی اهرم و یا نیروی سیال کمکی برای ایفای نقش خود بهره می‌گیرند.


سوپاپ‌ها سویچینگ (راه دهنده( : switching valves 
یک سوپاپ سویچینگ یا سوپاپ راه دهنده (سوپاپ کنترل جهت) سیال را از یک معبر به معبر دیگر و یا از یک مدار هیدرولیک به مدار هیدرولیک دیگر هدایت می‌کند. همچنین یک سوپاپ سویچینگ ممکن است به یک مجموعه از معابر اجازه دهد در بیش از یک مدار هیدرولیک به کار گرفته شوند.


سوپاپ مانع یک راهه one-way check valve 
این سوپاپ همچنانکه از نامش پیداست تنها از یک طرف به سیال اجازه می‌دهد که از میانش عبور کند. سوپاپ پاپت یک نوع سوپاپ مانع یک طرفه است . روغن تنها پس از غلبه فشار هیدرولیک بر فشار فنری که پاپت را در نشیمنگاه نگه داشته می‌تواند از میان سوپاپ بگذرد .


سوپاپ مانع دو راهه Two – way check valve 
سوپاپ مانع دو راهه جریان سیال را در دو مدار هیدرولیک جداگانه کنترل می‌کند. سوپاپ ساچمه‌ای ساده ترین نوع سوپاپ مانع دو راهه است .
همانطور که ملاحظه می‌کنید، هنگامی که فشار هیدرولیک به مدار وارد می‌شود سوپاپ بطور اتوماتیک عمل می کند. اگر سیال از طرف راست وارد شود، ساچمه به طرف چپ حرکت می کند . سپس فشار هیدرولیک ساچمه را در نشیمنگاه مربوط به مجرای سمت چپ نگه می دارد و جریان سیال را در آن جهت مسدود می‌کند. پس سیال وارد شده از طریق مجرای بالانس سوپاپ خارج می‌شود. اگر سیال از طرف مجرای سمت چپ وارد سوپاپ شد .
ساچمه را به طرف مجرای راست حرکت می‌دهد. سپس فشار هیدرولیک ساچمه را در نشیمنگاه مربوط به مجرای راست نگهمی‌دارد. این عمل جریان سیال از مجرای راست را متوقف می‌کند و روغن های وارد شده بار دیگر از مجرای بالایی خارج می‌شوند.
خاصیت آب بندی سازی اتوماتیک سوپاپ مانع دو راهة ساچمه‌ایی به دو مدار هیدرولیک مجزا امکان استفاده از یک مع بر را می دهد. درگیر بکس های اتوماتیک فشار هیدرولیک دو مدار به مجراهای چپ و راست سوپاپ دو راهه تغذیه می شود. در این حالت مجرای بالایی به یک خروجی مشترک تبدیل می شود و به این ترتیب دو مدار هیدرولیک اجازه می یابند که یک خروجی گیربکس را در شرایط مختلف کاری کنترل کنند.


سوپاپ سویچینگ با کار انداز دستی
یک سوپاپ سویچینگ با کارانداز دستی یک سوپاپ قرقره‌ایی است که بوسیلة یک اهرم مکانیکی حرکت می کند، بر حسب موقعیت اهرم و به تبع آن موقعیت قرقره در داخل محفظه‌اش ممکن است مانع ورود سیال به داخل سوپاپ شود و یا اینکه سیال ممکن است اجازه عبور از میان سوپاپ را بیابد.
سوپاپ طوری واقع شده که پیستونِ قرقره مجرای ورودی را مسدود کرده است. این حالت از ورود سیال به داخل سوپاپ ویچینگ ممانعت می کند. در اهرم برای تغییر موقعیت قرقره حرکت کرده بنابراین مجرای ورودی باز شده است. این جالت بهسیال اجازه می دهد که به فضای بین قرقره جریان یابد. امّا چون پیستونِ سمت راست قرقره مجرای خروجی را مسدود کرده سیال در داخل سوپاپ باقی می ماند.

سوپاپ بیشتر حرکت کرده و موقعیت قرقره در این حالت مجرای ورودی و خروجی را باز کرده است . دسته انتخاب حالت اغلب گیربکس‌های اتوماتیک به یک سوپاپ سویچینگ با کارانداز دستی متصل است. یعنی برای انتخاب دنده مورد نظر بکار رفته است.عه‌های سوپاپ‌های سویچینگ با کارانداز دستی درگیر بکس‌های اتوماتیک دارای قرقره چندگانه و چندین مجرا می باشد. امّا با آنکه دارای شکل نسبتاً پیچیده‌ایی هستند از همان روش برای کنترل جریان روغن استفاده می‌کنند.
سوپاپ سویچینگ (راه دهنده ) با کارانداز هیدرولیکی 
یک سوپاپ سویچینگ با کارانداز هیدرولیکی یک سوپاپ قرقره‌ایی است که بوسیله فشار هیدرولیک در جهت عکس فشار یک فنر به حرکت در می‌آید.

همانند سوپاپ سویچینگ با کارانداز دستی پیستون های یک سوپاپ سویچینگ با کارانداز هیدرولیکی مدارات هیدرولیکی مختلف را برای کنترل عملکرد گیربکس باز و بسته می‌کنند. فشار فنر قرقره سوپاپ را در موقعیتی قرار داده که سیال نمی‌تواند از مجرای ورودی به مجرای خروجی جریان یابد در نتیجه یک مدار در سیستم هیدرولیک مسدود می شود. امّا اگر فشار کمکیدر سمت چپ سوپاپ افزایش یابد و به حدی برسد که بر فشار فنر غلبه کند سوپاپ به طرف راست حرکت خواهد کرد و دریچه ورودی را باز می کند در نتیجه سیال اجازه می یابد که به یک مدار هیدرولیک تغذیه شود.


سوپاپ تعویض گیر بکس Shift valve
سوپاپ تعوییض گیربکس شبیه به یک سوپاپ سویچینگ با کارانداز هیدرولیکی عمل می کند که دو فشار هیدرولیک کمکی را برای حرکت سوپاپ بکار می‌گیرد. یک فشار کمکی به سمت چپ سوپاپ اعمال می شود در حالی که فشار دیگر برطرف راست سوپاپ اعمال می شود.
مادامی که ترکیب فشار فنر و فشار هیدرولیک اعمال شده به سمت راست سوپاپ بزرگتر از فشار کمکی اعمال شده به سمت چپ سوپاپ است، پیستونِ سمت راست سوپاپ مجرای ورودی را مسدود خواهد کرد. این عمل مانع جاری شدن سیال از میان سوپاپ به طرف مدار هیدرولیک مورد نظر می‌شود. اگر فشار کمکی در سمت چپ سوپاپ از ترکیب فشار فنر و فشار کمکی سمت راست بزرگتر باشد سوپاپ به سمت راست حرکت خواهد کرد. 
در نتیجه دریچه ورودی باز و فشار هیدرولیک اجازه می یابد از طریق فضای بین قرقره‌ها ب دریچه خروجی جریان یابد. از طریق این طرح زمان حرکت سوپاپ با استفاده از تغییر فشارهای کمکی می تواند تغییر کند. گاهی اوقات سوپاپ‌های تعویض گیربکس را سوپاپ چهنده می نامند زیرا هنگام تغییر فشار، در انتهای سوپاپ تقریباً بطور ناگهانی تغییر موقعیت می‌دهند. 


خلاصه :

هیدرولیک مطالعه مایعات و سیالات و کاربرد فشار آنها برای انتقال نیرو و حرکت است سیستم های هیدرولیک برای این منظور از مایعات استفاده می کنند زیرا غیر قابل تراکم هستند.
این نکات را درباره سیستم های هیدرولیک به خاطر بسپارید. 
1ـ به ازای هر مقدار نیروی ورودی داده شده فشار هیدرولیک در داخل یک سیستم بسته ثابت است. 
2ـ به ازای هر مقدار نیروی ورودی داده شده یک پیستون ورودی کوچک بیشتر از یک پیستون ورودی بزرگ فشار ایجاد می کند. 
3ـ به ازای هر مقدار فشار موجود در سیستم هیدرولیک یک پیستون خروجی بزرگ نیروی بیشتری نسبت به یک پیستون خروجی کوچک ایجاد می کند. 
4ـ یک پیستون خروجی که نیرو را نسبت به پیستون ورودی افزایش می دهد جابجایی کمتری نسبت به پیستون ورودی دارد. 
5ـ یک پیستون خروجی که مقدار نیرو را به میزان کمتر از نیروی ورودی می رساند جابجایی بیشتری نسبت به پیستون ورودی خواهد داشت.


هر سیستم هیدرولیک به ی منبع ذخیره سیال یک چشمه ورودی، سوپاپ‌های کنترل و یک وسیله خروجی احتیاج دارد. فشار در سیستم هیدرولیک مادامی که مقاومتی در برابر جریان وجود نداشته باشد بوجود نمی آید.
اریفیس ها، سوپاپ های فشار شکن، سوپاپ های قرقره‌ایی و سوپاپ‌های بالانس، سوپاپ‌هی تنظیم فشار هستند که برای ایجاد مقاومت و کنترل فشار هیدرولیک به کار می‌روند. سوپاپ‌های مانع دریچه‌ای، سوپاپ‌های مانع ساچمه‌ایی، سوپاپ‌هایسویچینگ با کارانداز دستی و سوپاپ‌های سویچینگ با کارانداز هیدرولیکی انواع مختلف سوپاپ‌هی راه دهنده هستند که برای هدایت سیال هیدرولیک از یک معبر به معبر دیگر و یا از یک مدار به مدار دیگر به کار می روند بعضی از سوپاپ‌ها هم کار سویچینگ و هم کار تنظیم فشار را انجام می‌دهند. 

منبع : انجمن علمی مهندسی مکانیک دانشگاه شهرکرد

http://www.safmechanic.com/farsi/article_read.asp?id=493

[ ۱۳٩٢/۸/٤ ] [ ٧:٤٢ ‎ب.ظ ] [ مهندس علی فرجی ] [ نظرات () ]
.: Weblog Themes By WeblogSkin :.
درباره وبلاگ

نويسندگان
صفحات اختصاصی
امکانات وب
فونت زيبا سازفونت زيبا سازفونت زيبا ساز



انواع کد های جدید جاوا تغییر شکل موس