درسنامه آموزشی تعمیر جعبه دنده و دیفرانسیل کلاس یازدهم مکانیک خودرو

واحد یادگیری 3 (شایستگی تعمیر مجموعه گاردان)

مقدمه

یکی از قسمت‌های مهم در خط انتقال قدرت خودروهایی که بین جعبه‌دنده تا دیفرانسیل آن‌ها فاصله وجود دارد، قطعه‌ای به نام گاردان است. انجام ندادن عیب‌یابی و تعمیر به موقع آن، باعث تولید سر و صدای زیاد همراه با لرزش در کابین خودرو و کاهش راحتی سرنشین شده و علاوه بر آن هنگام حرکت، ایمنی خودرو را کاهش می‌دهد.

استاندارد عملکرد

هنرجویان پس از پایان این فصل می‌توانند معایب مربوط به مجموعه گاردان را شناسایی کرده و آن را تعمیر یا تعویض کنند.

وظیفه، ساختمان و عملکرد انواع میل‌گاردان

در شکل 1-3 محور مورد نظر در دو نوع خودرو نمایش داده شده است.

آشنایی با ساختمان و وظیفه گاردان:

وظیفه میل گاردان: در خودروهای عقب‌محرک با طرح انتقال قدرت استاندارد، و نیز خودروهای چهارچرخ محرک، فاصله بین شفت خروجی جعبه‌دنده و مجموعه گرداننده نهایی، که در اکسل عقب خودرو قرار دارد، زیاد است. از این رو برای انتقال توان از جعبه‌دنده به مجموعه گرداننده نهایی از میل‌گاردان استفاده می‌شود. (شکل 2-3) میل‌گاردان را در یک خودروی عقب‌محرک و یک خودروی چهارچرخ محرک، نشان می‌دهد.

اجزای میل‌گاردان:

میل‌گاردان از طرف جلو به شفت خروجی جعبه‌دنده و از قسمت عقب به فلانچ گاردان مجموعه گرداننده نهایی که در اکسل خودرو قرار گرفته، متصل است. در خودروهای با اکسل یکپارچه هنگام حرکت خودرو روی سطح جاده، چرخ‌ها و اکسل و دیفرانسیل نیز با توجه به ناهمواری‌های جاده نوسان می‌کنند (بالا و پایین می‌روند)، از این رو برای جلوگیری از شکست میل‌گاردان لازم است قابلیت تغییر زاویه و تغییر طول در آن وجود داشته باشد. به همین منظور در دوسر گاردان از مفصل‌هایی صلیبی شکل به نام چهارشاخه گاردان استفاده می‌شود. این مفصل‌ها به گاردان اجازه می‌دهند که دور و گشتاور را تحت زاویه قابل تغییر از محور خروجی جعبه دنده به گرداننده نهایی منتقل کند. شکل 3-3 این تغییر زاویه را نشان می‌دهد.

چهارشاخه‌های گاردان، از یک طرف به میل‌گاردان و از طرف دیگر به یک فلانچ اتصال دارند. این فلانچ‌ها نیز به شفت خروجی جعبه‌دنده و پینیون دیفرانسیل متصل‌اند. شکل شماره 4-3 محل قرارگیری چهارشاخه گاردان و ارتباط آن با سایر اجزا را نشان می‌دهد.

در شکل 5-3 اجزای ساختمان چهارشاخه گاردان نمایش داده شده است.

چهارشاخه باید حول دو محور صلیبی خود دوران داشته باشد تا بتواند به میل‌گاردان اجازه تغییر زاویه بدهد. از این رو از چهار کاسه ساچمه سوزنی به منظور یاتاقان‌بندی کم اصطکاک چهارشاخه گاردان، در راستای دو محور عمود بر هم استفاده می‌شود.

معمولاً در خودروهایی که کارکرد بالایی دارند، جهت افزایش عمر و کارایی چهارشاخه‌ها از گریس خورها مطابق شکل 7-3 به جهت روان‌کاری مداوم استفاده می‌شود.

انواع میل گاردان:

میل‌گاردان در خودروهای سواری به دو نوع، گاردان یک تکه مطابق شکل 8-3 و گاردان دوتکه مطابق شکل 9-3 تقسیم می‌شود که بستگی به فاصله جعبه‌دنده تا دیفرانسیل دارد. برای جلوگیری از نوسانات و ارتعاشات میل‌گاردان، طول آن نباید از 1/5 متر بیشتر باشد. در خودروهایی که طول‌گاردان بیشتر از 1/5 متر باشد از گاردان دو تکه با تکیه گاه بلبرینگی میانی که به اتاق یا شاسی وصل شده است، استفاده می‌شود. 

در برخی از مدل‌های دو تکه (یا حتی یک تکه)، کشویی گاردان در قسمت میانی قرار دارد، بنابراین تغییرات طول در قسمت عقب گاردان رخ می‌دهد. در شکل 10-3 دو نوع از گاردان با کشویی میانی مشاهده می‌شود.

همچنین گاردان معمولاً به‌صورت لوله توخالی ساخته می‌شود.

نیروهای وارد به مجموعه گاردان و گشتاور پیچشی

محاسبه گشتاور و دور میل‌گاردان:

هنگام حرکت خودرو عمده‌ترین نیروی وارد شده به میل‌گاردان، نیروی دورانی می‌باشد که گشتاور پیچشی را در گاردان به وجود می‌آورد. این نیرو از محور خروجی جعبه‌دنده به میل‌گاردان وارد می‌شود. برای محاسبه گشتاور خروجی میل‌گاردان از رابطه زیر استفاده می‌شود:

گشتاور گاردان برابر است با مقدار گشتاور خروجی موتور ضرب در نسبت تبدیل جعبه دنده.

${M_k} = {M_m} \times {i_G}$

همچنین برای محاسبه تعداد دوران میل‌گاردان از رابطه زیر استفاده می‌شود:

دور میل‌گاردان برابر است با دور خروجی موتور تقسیم بر نسبت تبدیل دور در جعبه‌دنده.

${n_k} = \frac{{{n_m}}}{{{i_G}}}$

 

ارتباط گاردان با سایر سیستم‌های خودرو

مطابق نمودار زیر ارتباط گاردان با سایر سیستم نمایش داده می‌شود.

روش بررسی موقعیت صحیح استقرار گاردان روی خودرو:

مطابق دستورالعمل تعمیرات خودرو برای اندازه‌گیری زاویه کاری میل‌گاردان توسط یک زاویه‌سنج با پایه مغناطیس انحراف زاویه میل‌گاردان را اندازه‌گیری و با مشخصات فنی خودرو مقایسه می‌کنیم. در صورت عدم تطابق با زاویه مورد نظر باید در زیر محل اتکای پوسته اکسل به فنرها، گوه فلزی (شبیه شیم واشری) با ضخامت مناسب قرار دهیم تا به زاویه مورد نظر دست یابیم. شکل 13-3 روش اندازه‌گیری زاویه میل‌گاردان با انتهای مفصل گاردان و اکسل را توسط ابزار زاویه‌سنج مخصوص نشان می‌دهد.

روش کنترل و رفع عیوب بدون باز کردن از روی خودرو

قبل از انجام بازدید و بررسی عیوب گاردان و تعمیرات بهتر است که اقدام به شست‌وشوی قسمت زیرین خودرو کنید.

عیوبی که بدون نیاز به باز کردن گاردان مشخص و رفع عیب می‌شوند.

این عیوب شامل موارد زیر می‌باشد:

1- مشاهده وضعیت ظاهری میل‌گاردان مانند آثار ضربه و ناصافی سطحی که باعث گردش نامتعادل (عدم بالانس) خواهد شد و البته این عیب با تعویض گاردان برطرف خواهد شد. (شکل 15-3)

2- جدا کردن اجسام خارجی که به مفصل صلیبی و یا لوله گاردان چسبیده باشد و باعث نابالانسی گاردان خواهد شد.

3- بررسی اتصالات پیچ و مهره‌ای مجموعه گاردان و در صورت لزوم با توجه به کتاب راهنمای تعمیرات گشتاورسنجی مناسب انجام شود.

کنترل گاردان و رفع عیب بدون بازکردن- تکمیل چک لیست

تجهیزات کارگاهی: جک بالابر- خودرو کتاب راهنمای تعمیرات- جعبه ابزار مکانیکی- زاویه‌سنج میل‌گاردان

روش پیاده‌سازی گاردان از روی خودرو

پس از تحلیل نتایج کنترل‌ها و اطمینان از نیاز به باز کردن مجموعه گاردان، جهت رفع عیوب و انجام تعمیر ات لازم اقدام به باز کردن مجموعه گاردان می‌کنیم.

پس از استقرار خودرو روی جک بالابر با رعایت نکات ایمنی و با استفاده از کتاب راهنمای تعمیرات خودرو، فعالیت‌های زیر را انجام دهید.

1- قبل از باز کردن اتصالات فلانچ دیفرانسیل و گاردان باید توسط رنگ شکل شماره 16-3 محل بستن مجدد مفصل را مشخص نمود.

2- اتصالات کوپلینگ دیفرانسیل را باز نماید. درصورتی که اتصال یاتاقان‌ها توسط پیچ کرپی و یا توسط بست فلزی و پیچ باشد می‌توان به راحتی با باز کردن پیچ و مهره‌ها آن را باز نمود. (شکل 17-3)

3- بست محافظ نگه دارنده گاردان را باز کنید. (شکل 18-3)

4- در صورتی که خودرو دارای گاردان دو تکه باشد تکیه گاه بلبرینگ میانی باز شود و کشویی جدا شود. تذکر: جهت جلوگیری از نشت روغن جعبه دنده هنگام جدا کردن گاردان از ابزار کورکن مناسب استفاده شود. (شکل 19-3)

روش کنترل گاردان پس از باز کردن از روی خودرو

پس از پیاده‌کردن گاردان از روی خودرو با حرکت دادن کشویی در جهات مختلف به حرکت روان و بدون لقی چهارشاخه‌ها توجه کنید. این آزمایش در مورد چهار شاخه متصل به فلانچ دیفرانسیل هم بررسی شود. (شکل 20-3)

روش جداسازی اجزای گاردان:

پس از تحلیل نتایج کنترل‌ها و اطمینان از نیاز به باز کردن اجزای گاردان، جهت رفع عیوب و انجام تعمیرات لازم با توجه به دستورالعمل تعمیرات خودروی مربوطه اقدام به باز کردن اجزای گاردان مطابق تصاویر شکل 21-3 می‌کنیم.

همچنین هنگام نصب باید از خارهای نو و با ضخامت مناسب جهت کنترل لقی پشت کاسه ساچمه‌ها استفاده شود و از قرار گرفتن آن‌ها به‌طور کامل در شیار خود اطمینان حاصل شود. درصورت عدم توجه به این نکته امکان جدا شدن قفل گاردان حین حرکت خودرو و ایجاد خسارات جانی و مالی وجود دارد.

مطابق تصاویر شکل 24-3 پس از کنترل و بررسی اجزای باز شده مجموعه گاردان اقدام به جمع‌آوری و تعویض اجزای معیوب با توجه به دستورالعمل تعمیرات خودروی مربوطه می‌شود.

1- بررسی و تمیز کردن محل نصب کاسه ساچمه و خار تثبیت فنری

2- بررسی حجم گریس و کاسه ساچمه و چهار شاخه قبل از نصب روی گاردان

3- جا زدن چهار شاخه داخل دو شاخه کشویی گاردان یا کوپلینگ دیفرانسیل

4- نصب کاسه ساچمه‌ها در طرفین دوشاخه قبل از مرحله پرس

5- پرس کردن کاسه ساچمه‌ها در کشویی و نصب خار تثبیت

6- نصب چهار شاخه و کشویی به میل گاردان

پیاده‌سازی مجموعه گاردان از روی خودرو و جداسازی و تعویض و جمع‌آوری اجزای گاردان

تجهیزات کارگاهی: جک بالابر خودرو- خرک- خودرو- کتاب راهنمای تعمیرات- جعبه ابزار مکانیکی- قطعه یدکی- گریس مخصوص- ابزار مخصوص- تورک متر

روش نصب مجموعه گاردان روی خودرو

پس از انجام مراحل قبلی و عکس مراحل پیاده‌سازی گاردان از روی خودرو با توجه به دستور العمل تعمیراتی خودروی مربوطه و علامت‌گذاری‌های هنگام پیاده سازی، اقدام به نصب گاردان بر روی خودرو می‌نماییم.

پس از انجام تعمیرات و نصب مجموعه گاردان روی خودرو، کنترل نهایی با مشاهده چشمی و توسط ابزار مخصوص تاب میل‌گاردان را کنترل می‌کنیم. شکل 26-3 این رویه را نشان می‌دهد.

نصب مجموعه گاردان روی خودرو و کنترل نهایی گاردان

تجهیزات کارگاهی: جک بالابر خودرو- خودرو- کتاب راهنمای تعمیرات- جعبه ابزار مکانیکی- زاویه‌سنج میل‌گاردان- دستگاه بالانس گاردان- ساعت اندازه‌گیر- تورک متر