توربین گیربکس (مبدل گشتاور)

مبدل گشتاور وسیله‌ای است که مشابه با گیربکس کار می‌کند، بدین معنا که گشتاور را افزایش داده و سرعت کم می‌شود. تفاوت آن با گیربکس آن است که گیربکس صرفاً عدد کوچکی از یک نسبت ثابت فراهم می‌کند، اما مبدل گشتاور این نسبت را به صورت پیوسته و از یک مقدار کم تا بیشترین مقدار تغییر می‌دهد.

مبدل گشتاور به شکلی طراحی شده است که بتواند مزایای مکانیکی یا نسبت دنده را با ابزار هیدرولیکی و به همان صورتی که در دنده‌ها به صورت مکانیکی انجام می‌شود، فراهم نماید. این وسیله می‌تواند بیشترین نسبت دنده را فراهم نماید که از حالت معمول شروع شده و با افزایش سرعت خودرو، این نسبت را کاهش می‌دهد. مبدل گشتاور یکی از قطعات مهم خودرو است برای خرید آن و یا خرید لوازم یدکی هیوندای و لوازم یدکی کیا میتوانید با کارشناسان ما در تماس باشید.

ساختار مبدل گشتاور

ساختار مبدل گشتاور مشابه با ساختار کوپلینگ سیال است و تنها تفاوت آن، این است که یک عضو ثابت اضافی به نام عضو واکنشی به آن اضافه شده است. بنابراین، مبدل گشتاور به جای دو عضو، دارای سه عضو اصلی است که عبارتند از:

بیشتر بخوانید: انتقال قدرت(گیربکس)

1. عضو محرک یا پروانه یا پمپ که به موتور متصل است.
2. عضو محرک یا روتور یا توربین که به شفت پروانه متصل است.
3. عضو ثابت یا عضو واکنشی یا استاتور که به بدنه متصل است. با استفاده از این عضو می‌توان گشتاور بین شفت‌های ورودی و خروجی را تغییر داد. کوپلینگ سیال دارای چنین عضوی نیست و نمی‌توان گشتاور را تغییر داد.
4. استاتور بر روی یک کلاچ جغجغه‌ای یک‌طرفه نصب می‌شود و بنابراین، می‌تواند فقط در یک جهت بچرخد. شفت ایستا که به آن شفت واکنشی هم گفته می‌شود، از سیستم انتقال چرخدنده‌ای از طریق پمپ به سمت عقب مبدل می‌رود تا از استاتور پشتیبانی کند.

عضو متحرک (توربین) رو به استاتور قرار دارد و به شفت ورودی وصل است که در درون شفت واکنشی می‌چرخد و تیغه‌های منحنی‌شکل را متصل می‌کند. بدین ترتیب، روغن بیشتری به سیلندر توخالی که موازی با محور دوران است، وارد می‌شود.

توربین نیز به وسیله جریان روغنی که به پمپ فرستاده می‌شود، به حرکت در می‌آید. روغن به قسمت تیغه، در نزدیکی لبه وارد شده و از تیغه‌ها عبور می‌کند. تمام این مجموعه در یک محفظه قرار دارند و به فلایویل موتور متصل هستند.

مبدل گشتاور چگونه کار می‌کند؟ اصول کاری آن

وقتی که موتور در حالت خلاص کار می‌کند، پمپ یک مقدار جریان آرام در روغن ایجاد می‌کند و موتور آن را به حرکت در می‌آورد. این چرخش آرام روغن به اندازه‌ای نیست که بتواند توربین را به حرکت در آورد.

وقتی که دریچه گاز خیلی باز است، سرعت موتور بیشتر می‌شود و پمپ سریع‌تر حرکت می‌کند. بدین ترتیب، روغن بیشتری به توربین وارد می‌شود. اما هنوز هم روغن آن‌قدر توان ندارد که بتواند توربین را به حرکت در آورد. بنابراین، روغن به درون پمپ بر می‌گردد. در این حالت، تقریباً سرعت افت نمی‌کند، مگر به خاطر اصطکاک که مقدار کم می‌شود.

بیشتر بخوانید: مبدل گشتاور

به واسطه‌ این تغییر جهت در جریان، خروجی پمپ بیشتر می‌شود. خروجی پمپ در این شرایط، همان سرعت خروجی است که به واسطه گشتاور موتور به اضافه سرعت روغنی که جهت آن تغییر کرده، به وجود می‌آید.

در صورتی که توربین در سه حالت ایستا قرار گیرد، سرعت خروجی ایجادشده به واسطه خود موتور، سه برابر با سرعت خروجی خواهد شد.

این مسأله باعث می‌شود تا نیروی دورانی توربین سه برابر سرعت موتور شود. گشتاور بیشتر در توربین باعث می‌شود تا توربین دوران کرده و بنابراین، شفت ورودی نیز به حرکت در می‌آید که خود، باعث می‌شود تا توان به بخش چرخدنده در سیستم انتقال برسد.

در حالی که سیستم کوپلینگ سیال، همان گشتاوری که از طرف موتور به آن داده شده است را منتقل می‌کند، مبدل گشتاور، گشتاور واردشده را با نسبتی در حدود 1:2  تا 3:1 افزایش می‌دهد. بنابراین، همان کارکرد گیربکس را دارد، اما به شکل بهتری عمل می‌کند.

در گیربگس، تغییرات در گشتاور به صورت پله‌ای انجام می‌شود، اما در مبدل گشتاور این تغییرات به صورت یک طیف پیوسته است. اما بازده مبدل گشتاور فقط در محدوده‌ای کوچک برای سرعت، بسیار زیاد است.

مبدل گشتاور به عنوان یک کوپلینگ سیال

در شکل زیر نمودار ساده‌ای برای یک مبدل گشتاور سه قطعه‌ای یک مرحله‌ای نشان داده شده است. این سه عنصر عبارتند از پروانه، استاتور و توربین که به وضوح در شکل نشان داده شده است. مدل‌های دیگری هم وجود دارند که در آن‌ها اعضای بیشتر و مراحل بیشتری وجود دارند که می‌توانند بازده را در یک محدوده بزرگ‌تر افزایش دهند.

مبدل گشتاور به نوعی یک کوپلینگ سیال است که در آن از یک سیال به منظور انتقال گشتاور از یک شفت به شفت دیگر استفاده می‌کند. این مبدل همان استاتور است. مبدل گشتاور در سرعت بالا به صورت یک کوپلینگ سیال کار می‌کند که نسبت دنده آن 1:1 است.

وقتی که سرعت خودرو از کم به زیاد افزایش می‌یابد، نیاز به مزایای مکانیکی کم می‌شود و نسبت چرخدنده در مبدل گشتاور به تدریج تغییر می‌کند و به مقدار متناظر در کوپلینگ سیال می‌رود. دلیل این مسأله هم آن است که سرعت توربین به تدریج به سرعت پمپ نزدیک می‌شود.

این کار باعث می‌شود تا جریان گردابی کم شده و روغن کمتری از توربین و استاتور به سمت پمپ برگردد. وقتی که سرعت توربین به حدی می‌رسد که دیگر هیچ روغنی به استاتور بر نمی‌گردد، استاتور به واسطه روغن دوار شروع به حرکت می‌کند. این همان مرحله کوپلینگ سیال است که در آن، نسبت چرخدنده به صورت 1:1 می‌شود.

این عمل به بازشدن ساسات و بار خودرو بستگی دارد. در صورتی که ساسات به مقدار کم باز شده باشد و بار خودرو هم پایدار و یکنواخت باشد، در سرعت پایین ممکن است که نسبت چرخدنده به 1:1 نزدیک شود. در خودروهایی که دارای مبدل گشتاور هستند، می‌توان در صورت لزوم از اثر نسبت چرخدنده استفاده نمود.

در شرایط مانند بالا رفتن از تپه یا افزایش سریع سرعت، این تغییرات به وجود می‌آیند. در هنگام پایین آمدن نیز مبدل گشتاور به همان اندازه کوپلینگ سیال کارآیی دارد و می‌تواند موتور را متوقف سازد.

مزایای استفاده از مبدل گشتاور

مزایای استفاده از مبدل گشتاور به شرح زیر است:

• استفاده از این وسیله کمک می‌کند تا بدون آن‌که موتور دچار واماندگی شود، خودرو به طور کامل متوقف شود.
• رانندگی را آسان‌تر می‌کند.
• زمانی که شما از حالت سکون شروع به حرکت و شتاب‌گرفتن می‌کند، مبدل گشتاور، گشتاور بیشتری را برای خودروی شما فراهم می‌آورد.
• با استفاده از مبدل گشتاور، کلاچ حذف شده و بیشترین مقدار گشتاور تولید نسبت به خودروهای کلاچ‌دار تولید می‌شود.
• مبدل‌های گشتاور امروزی می‌توانند گشتاور را تا دو تا سه برابر افزایش دهند.