کاسه نمد گیربکس چیست؟ | وظیفه، انواع و نحوه انتخاب به زبان ساده

در مطالب پیشین مجله فرادرس در خصوص کاسه نمد و انواع آن صحبت کردیم. در این مطلب قصد داریم تا اطلاعات کامل‌تری را در این خصوص بیان کنیم و به طور ویژه به کاسه نمد گیربکس خودرو خواهیم پرداخت. به عبارت دیگر، یکی از اساسی‌ترین قطعات یک جعبه‌دنده، کاسه نمد آن است. این قطعه مهم در خودرو سبب می‌شود تا از نشتی روغن در جعبه‌دنده خودرو جلوگیری شود. پیش از آن‌که با کاسه نمد گیربکس آشنا شویم بهتر است قدری در خصوص نحوه عملکرد جعبه‌دنده خودرو توضیحاتی ارائه کنیم تا کارکرد این قطعه به خوبی مشخص شود.

عملکرد جعبه دنده خودرو

موتورهای درون‌سوز با سرعت بسیار زیادی کار می‌کنند. بنابراین، برای انتقال این سرعت زیاد به چرخ‌ها باید از مکانیسم مناسبی بهره گرفت که این کار توسط جعبه‌دنده خودرو انجام می‌شود. جعبه‌دنده خودرو برای شرایط مختلف جاده، دنده‌های مختلفی را فراهم می‌کند و همانطور که می‌دانید، هرقدر از دنده پایین‌تری استفاده کنیم، سرعت چرخ‌ها نیز کمتر خواهند بود.

فیلم آموزش دیاگ خودرو و انژکتور – آشنایی با نحوه دیاگ زدن ماشین و عیب یابی در فرادرس

کلیک کنید

جعبه‌دنده خودرو مرحله دوم در انتقال قدرت محسوب می‌شود که بعد از سیستم کلاچ قرار می‌گیرد. گیربکس به طور معمول در پشت یا کنار موتور قرار دارد و سیستم کلاچ نیز در بین ‌آن‌ها نصب می‌شود. در جعبه‌دنده‌های دستی، تغییر دنده به کمک اهرم تعویض دنده انجام می‌گیرد و معمول‌ترین نوع طراحی، «گیربکس دنده‌ثابت» (Constant-mesh Gearbox) و شامل سه شفت ورودی، «کمکی» (Layshaft) و شفت اصلی است. همچنین، شفت دیگری نیز وجود دارد که پینیون (دنده‌کوچک) دنده خلاص بر روی آن دوران می‌کند.

حرکت موتور سبب حرکت شفت ورودی می‌شود که این محور نیز شفت کمکی را حرکت می‌دهد. سپس، شفت کمکی سبب حرکت دنده‌های روی شفت اصلی خواهد شد اما این دنده‌ها تا زمانی که بوسیله یک «هم‌دورساز» (Synchromesh) قفل نشوند، به شکل آزادانه چرخش می‌کنند. در حقیقت، تغییر وضعیت هم‌دورساز توسط راننده صورت می‌گیرد. در تصویر زیر، عملکرد یک گیربکس دستی را مشاهده می‌کنید.

همانطور که می‌دانید، برای عملکرد مناسب، این چرخ‌دنده‌ها باید روغن‌کاری شوند و به همین دلیل، تمامی این سیستم در داخل محفظه‌ای از روغن قرار می‌گیرد. با توجه به وجود محورهای چرخنده مختلف در جعبه‌دنده خودرو و اتصال آن به سیستم کلاچ و انتقال قدرت، احتمال نشتی روغن از محل اتصال بسیار زیاد است به همین دلیل برای جلوگیری از بروز چنین مشکلی باید از کاسه نمد گیربکس کمک گرفت. حال که به طور خلاصه با عملکرد جعبه‌دنده آشنا شدیم، به توضیح کاسه نمد گیربکس خواهیم پرداخت.

کاسه نمد گیربکس چیست؟

از کاسه نمد گیربکس در تمامی جعبه‌دنده‌ها از جمله جعبه دنده خودروها استفاده می‌شود. در بیشتر گیربکس‌ها یک شفت ورودی و یک شفت خروجی قرار دارد که کاسه نمد گیربکس در شفت ورودی باید سرعت‌های بیشتری را تحمل کند. از آ‌ن‌جایی که در جعبه‌دنده‌ها امکان آلودگی از بیرون و درون جعبه‌دنده وجود دارد، باید در مسیرهای ورودی و خروجی از کاسه نمد گیربکس مناسب استفاده شود که به طور معمول از نوع «TC» یا «TCW» است که نمونه‌هایی از ‌آن‌ها را در تصاویر زیر مشاهده می‌کنید. البته شرکت‌های تولیدکننده کاسه نمد گیربکس ممکن است نام‌های مختلفی را برای طراحی خود در نظر بگیرند اما تصاویر زیر، شکل اصلی در طراحی کاسه نمد گیربکس را نشان می‌دهند.

به طور مثال، در تصویر زیر، کاسه‌نمدی را مشاهده می‌کنید که طراحی TC دارد و طراحی آن به گونه‌ای است که از رسیدن گرد و غبار و براده‌های فلزی به لبه اصلی کاسه‌نمد جلوگیری می‌کند.

علاوه بر کاسه نمد گیربکس ورودی، در شفت خروجی نیز یک یا چند کاسه نمد قرار دارد. شفت خروجی به طور معمول با سرعت کمتری نسبت به شفت ورودی حرکت می‌کند. البته سرعت خروجی وابسته به شماره دنده (نسبت دنده‌ها) در جعبه‌دنده است. اما با توجه به این‌که در خروجی به طور معمول سرعت کمتری داریم، از انواع دیگر کاسه نمد گیربکس با سطح مقطع متفاوت می‌توان استفاده کرد. در تصویر زیر، یک سطح مقطع معمول در کاسه نمد گیربکس را مشاهده می‌کنید که مانع از ورود آلودگی‌های شدید به داخل محفظه جعبه‌دنده می‌شود.

همچنین در تصویر زیر نوع دیگری از کاسه نمد گیربکس را مشاهده می‌کنید که قابلیت بیشتری در جلوگیری از ورود آلودگی دارد.

انواع کاسه نمد گیربکس و نحوه انتخاب

در ادامه انواع کاسه نمد گیربکس را به همراه اجزای مختلف آن‌ها بررسی می‌کنیم.

فیلم آموزش جستجو و انتخاب یاتاقان با محوریت یاتاقان های اس کی اف SKF در فرادرس

کلیک کنید

کاسه نمد تک لبه

«کاسه نمد تک‌لبه» (Single Lip Seal) در بسیاری از جعبه‌دنده‌ها کاربرد دارد. طراحی این کاسه نمد گیربکس به گونه‌ای است که یک لبه آن بر سطح شفت فشار وارد می‌کند و به کمک آن، روغن داخل جعبه دنده حفظ می‌شود. البته وظیفه دیگر این کاسه‌نمد، جلوگیری از ورود آلودگی‌های بیرونی به داخل سیستم جعبه‌دنده است.

گرد و غبار و آلودگی‌های مختلف رفته‌رفته در زیر لبه این کاسه نمد جمع و موجب خرابی آن می‌شوند. از این قطعه به طور معمول در کاربری‌های سبک و جعبه‌دنده‌های ساده بهره می‌گیرند.

کاسه نمد تک لبه با گردگیر

«کاسه نمد تک‌لبه با گردگیر» (Single Lip Seal With Dust Lip) شامل دولبه است که در یک کاسه نمد گیربکس مورد استفاده قرار می‌گیرد. لبه خارجی به گونه‌ای تنظیم شده است که از ورود گرد و غبار و آلودگی‌ها به داخل جلوگیری و همچنین لبه داخلی نیز بتواند روغن را داخل محفظه نگهداری کند. این نوع کاسه نمد، طراحی بهتری نسبت به مدل قبلی دارد اما از مشکلات آن این است که از رسیدن روغن به لبه خارجی جلوگیری می‌کند. به همین دلیل، با گذشت زمان، لبه خارجی در اثر تجمع آلودگی‌ها و افزایش دما از بین می‌رود. با این اتفاق، تمامی آلودگی‌ها وارد لبه داخلی می‌شوند و در ‌آن‌جا تجمع می‌کنند.

خرده‌های بسیار ریز با جمع شدن در زیر لبه، دوغابی درست می‌کنند که خاصیت سایش دارد و همچون یک سمباده عمل می‌کند. به این ترتیب، این سایش سبب از بین رفتن لبه داخلی و به دنبال آن، از بین رفتن کل قطعه خواهد شد.

کاسه نمد مارپیچ

«کاسه‌نمد مارپیچ» (Labyrinth Seal) طراحی از نوع تک‌لبه یا دولبه دارد و شامل مجموعه‌ای از کانال‌های باریک و کوچک است که مقاومت زیادی در برابر جریان سیال دارد. شکل‌های مختلفی از این نوع کاسه نمد گیربکس وجود دارند اما همگی، این کانال‌های کوچک و مارپیچ را شامل می‌شوند که از تماس سیال با آلودگی‌ها جلوگیری می‌کنند.

قیفی گیربکس چیست؟

«قیفی گیربکس» (Clutch Guide Tubes) که آن‌را با نام کاسه نمد قیفی گیربکس نیز می‌شناسند، حرکت «یاتاقان کف‌گرد» (Thrust Bearing) را در درگیر کردن مکانیسم کلاچ آسان می‌کند. این قطعه همچنین از نشتی روغن گیربکس به سیستم کلاچ جلوگیری می‌کند. در تصویر زیر، قیفی گیربکس پژو 206 را مشاهده می‌کنید.

جنس کاسه نمد گیربکس از چیست؟

کاسه نمد گیربکس و به طور کلی تمامی کاسه‌نمدها از نوعی پلیمر مانند «HBR» یا «بوتادین» (‌Butadien) تشکیل شده‌اند. در کاسه نمد گیربکس همچنین یک فنر دایره‌ای یا فنر گارتر در پشت لبه کاسه‌نمد قرار دارد. این فنر سبب حمایت بیشتر از لبه و اعمال فشار بیشتر بر روی شفت می‌شود که در نهایت، آب‌بندی بهتری را به همراه دارد.

گریس در کاسه نمد

بسیاری از کاسه‌نمدها برای جلوگیری از ورود آلودگی از گریس بهره می‌گیرند. در مواردی، این گریس بین لبه‌های داخلی و خارجی اضافه می‌شود و در مواردی دیگر، طراحی‌های پیچیده‌تری را به همراه دارد. این عملیات در نهایت سبب می‌شود تا حرارت و آلودگی کمتری به کاسه نمد گیربکس وارد شود و از مزایای این کار می‌توان به عمر بالاتر قطعه اشاره کرد.

برای درک بهتر این موضوع به هم زدن مایعی بسیار غلیظ و سفت دقت کنید. اگر به این مایع، رنگی اضافه کنید و به هم زدن ادامه دهید، مدت‌ها طول می‌کشد تا رنگ آن به طور کامل تغییر کند. با اضافه کردن گریس نیز چنین شرایطی بوجود می‌آید. همچنین، جنس مقاوم کاسه‌نمدها سبب می‌شود تا به آسانی از بین نروند و این مکانیسم نیز عمر آن‌ها را بیش از پیش افزایش می‌دهد.