آشنایی با شفت، بخش اصلی سیستم انتقال قدرت خودرو

به گزارش مجله خبری نگار،شفت به عنوان یکی از بخش‌های اصلی در سیستم انتقال قدرت به شمار می‌رود. شفت یک میله محور عرضی است که دو کارکرد اصلی را در مکانیزم خودرو بر عهده دارد. کارکرد اول، برقراری ارتباط میان اجزای مختلف است و کارکرد دوم به برقراری انتقال قدرت از موتور به بخش‌های مختلف خودرو اعم از چرخ‌ها اختصاص دارد.

مفهوم کلی شفت خودرو

یکی از بخش‌های مهم سیستم انتقال قدرت، شفت می‌باشد. شفت در مکانیزم خودرو موظف است نیروی چرخی موتور را به اجزای مختلف اتومبیل به ویژه چرخ‌ها 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 می‌باشد.

ضرورت دارد عنصر سازنده شفت خودرو، برای تحمل بار وارده از تنش‌های 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 گسترده‌ای از انرژی جذب آن می‌گردد.

بدین ترتیب، یک شفت مناسب متشکل از فولاد آلیاژی است. علاوه بر این، برای کارایی بهتر شفت، بخش سطحی آن به وسیله‌ی لایه‌ای از کروم پوشش داده می‌شود که در برابر زنگ زدگی مقاوم عمل می‌کند.

تفاوت شفت درخودرو‌های قدیمی و مدرن به عملکرد آن بستگی دارد. در خودرو‌های قدیمی، انتقال نیرو به وسیله تعدادی ساچمه تکمیل می‌شد. اما در خودرو‌های مدرن، انتقال قدرت توسط یک سه شاخه که در داخل سرپلوس، به نام شفت قرار دارد، انجام می‌شود.

انواع شفت‌های اتومبیل

شفت‌های اتومبیل در دو نوع ثابت و متحرک طراحی می‌شوند که تحت تاثیر تنش‌های پیچشی و خمشی قرار دارند.

شفت ثابت

شفت ثابت قادر است سیستم‌های مختلف را کنار هم نگه دارد یا به عنوان تکیه گاه از قطعات بزرگ خودرو محافظت کند. شفت‌های ثابت در قالب یک میله یا محور ثابت طراحی می‌شوند. از شفت‌های ثابت در خصوص سوار کردن چرخ تسمه، دسته لنگ ها، کلاچ‌ها و چرخ دنده‌ها استفاده می‌شود.

شفت متحرک

شفت متحرک نیروی یک سیستم را به صورت چرخشی، رفت و برگشتی به یک سیستم دیگر منتقل می‌کند. شفت‌های متحرک، به صورت زاویه دار تعبیه می‌شوند.

شفت خودرو؛ از گذشته تا کنون

قدمت تاریخی تولید شفت خودرو به قرن ۱۹ میلادی باز می‌گردد. در سال‌های نخست پیدایش شفت، این قطعه کاربردی در کامیون‌ها و لوکوموتیو‌ها تعبیه می‌شد. 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 ۱۹۰۰ میلادی، کاربرد شفت در خودرو متمایز شد و به عنوان انتقال دهنده گشتاور به چرخ‌ها مورد استفاده قرار گرفت. در این نوع کاربری، شفت نقش رابط میان چرخ و دیفرانسیل را بر عهده گرفت.

در طی سال‌های متمادی، بهره گیری از شفت در راستای تولید خودرو گسترش پیدا کرده است. در عصر حاضر، در پروسه تولید خودرو‌های مدرن از انوع شفت‌های فیبر کربنی و محور لوله‌ای استفاده می‌شود.
متداول‌ترین استفاده از شفت در خودرو‌های فرز، کشاورزی، اتومبیل و حمل و نقل مشهود است.

گونه‌های 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 می‌یابد.
شفت خودرو تحت تأثیر مدل و نوع محور محرک اتومبیل متغیر است. در ادامه مهم‌ترین شفت‌هایی که در خودرو‌های مختلف به صورت ثابت وجود دارند را عنوان می‌کنیم.

شفت محور اصلی

چرخ دنده‌های گیربکس بر روی شفت محور اصلی به صورت متحرک تعبیه می‌شوند. در واقع چرخ دنده‌های خودرو به وسیله‌ی یاتاقان‌های موجود بر روی آن حرکت می‌کنند.
شفت محور اصلی یا خروجی، گشتاور موجود در درون گیربکس را به سمت پوسته آن در بخش دیفرانسیل یا میل گردان هدایت می‌سازد.

شفت محور کلاچ

اصلی‌ترین 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 می‌کند و به پوسته داخلی گیربکس هدایت می‌سازد.
کارکرد شفت ورودی تحت تأثیر کلاچ قرار دارد. در بخش انتهایی شفت ورودی چرخ دنده‌ای تعبیه شده است که موظف است نیرو را به چرخ دنده‌های 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 می‌شود.
در واقع نیروی موتور، از شافت ورودی به شافت واسط انتقال پیدا می‌کند و به محور اصلی یا شفت خروحی هدایت می‌گردد.

شفت اکسل

در میان چرخ دنده‌های تعبیه شده بر روی محور خروجی و چرخ دنده یکپارچه محور واسط رابطه‌ای برقرار است. در واقع به وسیله این ارتباط، گشتاور تولیدی در میل لنگ به دیفرانسیل منتقل می‌گردد. در طی این روند، چرخ دنده‌های گیربکس، انرژی لازم را با شدت و سرعت مناسب در راستای حرکت چرخ‌های خودرو منتقل می‌کنند.

یکی دیگر از شفت‌های خودرو، شفت اکسل است. شفت اکسل رابط میان دیفرانسیل و پلوس است که در انتقال حرکت دیفرانسیل به پلوس چرخ‌ها نقش چشمگیری ایفا می‌کند.
بهتر است بدانید شفت پلوس، زاویه دار و مفصلی است.

گونه‌های مختلف شافت درایو در خودرو

در مکانیزم خودرو به شفتی که به عنوان محوری میله‌ای حرکت‌های دورانی را منتقل می‌سازد، شافت درایو می‌گویند. شافت درایو یک محور عرضی است که در سه شکل یک تکه، دو تکه و لوله محور تعبیه می‌شود.
شافت درایو لوله کش مدرنی است که در صورت تصادف، می‌تواند برای جذب انرژی فشرده گردد؛ لذا به عنوان یک شافت محرک فروپاشی شناخته شده است که ایمنی خودرو را در برابر خرابی بهبود می‌بخشد.
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.