پلوس و شرح چگونگی کارکرد اجزای پلوس
عنوان های موجود در مقاله
پلوس خودروهای محرک جلو
در خودروهای محرک جلو (و نیز چهارچرخ محرک)، زاویه فرمان دادن چرخ‌های جلو به دو طرف محور طولی خودرو، تا زاویه‌ای حدود 40 درجه و بیشتر باید امکان پذیر باشد. حرکت بالا و پایین چرخ (سیستم تعلیق مستقل خودرو) نیز تغییرات زاویه‌ای حدود 20 درجه در چرخ ایجاد می‌کند .(شکل 1)
انواع مفصل سرعت ثابت
مفصل‌های کشویی
این مفصل‌ها با حرکت کشویی (محوری) به داخل و خارج در داخل هوزینگ، دو هدف را برآورده می‌کنند:
1- امکان حرکت بالا و پایین پلوس‌ها را هنگام عبور از دست اندازهای جاده فراهم می‌کند.
2- امکان تغییر طول مؤثر پلوس‌ها را هنگام جابه جایی سیستم تعلیق خودرو فراهم می‌کند.
مفصل‌های ثابت
این مفصل‌ها علاوه بر انتقال دور و گشتاور به چرخ‌های جلو، وظایف زیر را نیز به عهده دارند:
1- فرمان‌پذیری چرخ‌ها را تا زاویه 40 درجه و بیشتر فراهم می‌کند.
2- در تعلیق مستقل، امکان تغییر زاویه ناشی از حرکت عمودی چرخ را بر اثر ناهمواری‌های جاده فراهم می‌کند.
مفصل‌های ساچمه‌ای ثابت
اجزای مفصل ژپا (RZEPPA) عبارتند از:
شیارهایی به تعداد ساچمه ها، هم در محیط داخلی هوزینگ بیرونی و هم روی محیط خارجی توپی داخلی ماشین کاری شده‌اند، که به واسطه شش عدد ساچمه میان آنها، مفصل انعطاف پذیر می‌شود. توپی داخلی و هوزینگ بیرونی، به شکل نر و مادگی می باشند. ساچمه‌های شش گانه، هم به عنوان یاتاقان میان توپی و هوزینگ و هم به عنوان عامل انتقال گشتاور میان هوزینگ و توپی به کار گرفته شده‌اند.
قفسه ساچمه ها همیشه نیمساز زاویه بین دو محور بوده و با کاهش زاویه کارکرد مؤثر مفصل‌ها، همه مشکلات ارتعاشی و نوسانی ناشی از زاویه بین محورها واقعاً برطرف می‌شود. در نتیجه سرعت ورودی به مفصل، همیشه مساوی سرعت خروجی از مفصل بوده و همین نکته، دلیل و توضیح اصطلاح سرعت ثابت است. یعنی گشتاور بدون هیچ‌گونه تغییر در سرعت لحظه‌ای، از محور محرک به محور متحرک منتقل می‌شود.
قفسه ساچمه ها با انطباق ساچمه ها در روزنه های خود، به حفظ این تنظیم و انطباق کمک می‌کند. اگر روزنه‌های قفسه ساییده شده و یا تغییر شکل دهند، به دلیل بازی و لقی ساچمه ها در روزنه ها، همیشه هنگام دوران صدای ضربه ایجاد می‌شود. مهم است به این نکته توجه شود که در مفصل سرعت ثابت ژپا، ساچمه‌های رو به روی هم با یکدیگر به عنوان یک جفت کار می‌کنند؛ و سایش زیاد در شیارهای یک ساچمه تقریباً همیشه موجب سایش مشابه و یکسان در شیارهای ساچمه روبه رو می‌شود.
در خودروهای عقب محرک با سیستم تعلیق عقب مستقل، یکی از مفصل‌های پلوس می‌تواند ثابت و دیگری کشویی باشد، و یا هر دو مفصل داخلی و بیرونی، کشویی باشند. از آنجا که چرخ‌های عقب فرمان پذیر نیستند، تغییرات زاویه بزرگی ندارند. در نتیجه مفصل‌های کشویی می‌توانند در هر یک از دو طرف پلوس و یا در هر دو طرف آن مورد استفاده قرار گیرند. اگر از تعلیق یکپارچه استفاده شود می‌توان اکسل یکپارچه به کار گرفت که دیگر مفصلی وجود نخواهد داشت.
مفصل جابجایی دوبل
مفصل جابجایی دوبل(شکل 2) از نوع مفصل ساچمه‌ای کشویی است که یک هوزینگ استوانه‌ای با شیارهای بلندتر استفاده می‌کند؛ و معمولاً در مواردی که تغییر زوایای بالاتر (تا 25 درجه) و حرکت کشویی بیشتر (تا 4/2 اینچ = 60 میلی متر) مورد نیاز است، به کار می‌رود. شیارهای هوزینگ جابه جایی دوبل مستقیم بوده و توپی آن دارای شیارهای زاویه‌دار در راستای شعاعی است. این نوع از مفصل در قسمت داخلی پلوس بعضی خودروهای محرک جلو و همچنین گاردان بعضی خودروهای چهارچرخ محرک دیده می‌شود.
مفصل شیار منحنی (مورب)
مفصل شیار منحنی نیز از نوع مفصل ساچمه‌ای کشویی بوده و از هر مفصل کشویی دیگری طراحی خیلی فشرده و مسطح‌تری دارد و در مواردی به کار می‌رود که محدودیت فضا وجود دارد(شکل 3). هوزینگ خارجی مسطح و حلقه ای شکل بوده و شیارهای آن نسبت به راستای محور دارای زاویه هستند اما در راستای شعاعی زاویه ندارند. اما شیارهای توپی، هم در راستای محوری و هم در راستای شعاعی دارای زاویه است. ویژگی خاصی که این مفصل را منحصر به فرد می‌نماید، توانایی آن در دسترس قراردادن مقدار حرکت کشویی و محوری نسبتاً خوبی (تا 8/1اینچ = 48 میلی متر) در یک فاصله نسبتاً کوتاه است. توپی‌های درونی و هوزینگ خارجی حرکت کشویی را به طور مساوی بین خود تقسیم می‌کنند. بنابراین برای هر مقدار حرکت کشویی که اعمال شود، عمق کلی کمتری مورد نیاز است. مفصل شیار مورب تا 22 درجه زاویه را فراهم می‌کند. این نوع مفصل ها به عنوان مفصل داخلی روی پلوس خودروهای محرک جلو و یا در هر دو سمت پلوس خودروهای محرک عقب با تعلیق عقب مستقل به کار رفته اند.
توجه: شکل زیر مربوط به مفصل سرعت ثابت از نوع ساچمه‌ای کشویی و طرح شیار منحنی است. که در آن، شکل ظاهری و عملکرد دو نوع مفصل سرعت ثابت از نوع ساچمه‌ای کشویی (جابه جایی دوبل و شیار منحنی) مقایسه شده‌اند.
مفصل‌های سه شاخه‌ای کشویی
اجزای این مفصل ها که در (شکل 4) نشان داده شده است عبارت اند از:
1- قسمت مرکزی یا سه شاخه پلوس که به صورت هزار خار با محور پلوس درگیر است، چنگکی نیز نامیده می‌شود. بر روی هر یک از شاخه ها یک غلتک استوانه‌ای با ساچمه‌های سوزنی قرار گرفته‌اند.
2- هوزینگ خارجی که دارای سه شیار افقی و مستقیم است.
مفصل‌های سه شاخه‌ای ثابت
مفصل سه شاخه‌ای ثابت گاهی به عنوان مفصل بیرونی در خودروهای محرک جلو استفاده می‌شود (شکل 5). در این طراحی بازوها درون هوزینگ بیرونی نصب شده‌اند؛ و سه رولبرینگ در مقابل یک هوزینگ باز، روی محور ورودی می‌چرخند. یک چنگکی قفل‌کننده فولادی، مفصل را یکپارچه نگه می‌دارد. مفصل سه شاخه‌ای ثابت ظرفیت زاویه‌ای خیلی بیشتری دارد. تنها تفاوت اصلی آن است که از دیدگاه خدماتی این مفصل به دلیل روش ساختی که دارد نمی‌تواند از محور محرک باز شود و یا اگر مفصل بد کار کند و یا آسیب ببیند کل مجموعه مفصل و محور باید تعویض شوند.
کاربردهای چرخ جلو محرک
زاویه نابرابر ایجاد شده در محور های پلوس نابرابر (شکل 6)چرخ‌های جلو، هنگام اعمال توان موتور و شتاب‌گیری اغلب موجب کشیده شدن فرمان چرخ‌ها به یک سمت می‌شود.
برای کاهش کشیده شدن فرمان به یک سمت، در بعضی خودروها پلوس‌هایی با طول یکسان استفاده می‌شود که زوایای برابر برای پلوس‌ها را در پی دارد. در این موارد همان طور که در (شکل7) نشان داده شده است، یک محور واسطه به عنوان رابطی از محور محرک (دیفرانسیل) به یکی از نیمه‌های پلوس (نیمه بلندتر) متصل می‌شود.
این محور واسطه می‌تواند یک مفصل معمولی گاردان برای ارتباط با دیفرانسیل استفاده کند. در انتهای بیرونی محور واسطه نیز یک قلاب نگهدارنده تکیه گاهی و یاتاقان به کار می‌رود. لق و شل بودن محور در یاتاقان یا قلاب تکیه گاهی می‌تواند لرزش‌هایی ایجاد کند. گاهی اوقات یک وزنه ارتعاش‌گیر و میراکننده کوچک که میراکننده پیچشی نامیده می‌شود، به یک نیمه پلوس اضافه می‌شود. این وزنه برای بالانس پلوس نیست. بلکه برای استهلاک ارتعاشات هماهنگ و متوازن (هارمونیک) در خط انتقال نیرو و تثبیت کردن پلوس هنگام چرخش آن است. صرف نظر از نوع استفاده و کاربرد، معمولاً مفصل‌های بیرونی به دلیل افزایش محدوده زوایای کاری در مقایسه با مقادیری که برایشان در نظر گرفته شده است، سریع‌تر از مفصل‌های داخلی ساییده می‌شوند. زوایای مفصل داخلی در حرکت بالا و پایین شدید و کامل سیستم تعلیق، ممکن است فقط 10 تا 20 درجه تغییر کند. مفصل‌های بیرونی علاوه بر حرکت بالا و پایین شدید، چنانچه تغییر زاویه فرمان داشته باشند می‌توانند تا 40 درجه، تغییرات زاویه‌ای داشته باشند. این موضوع در کنار خم شدن بیشتر گردگیرهای بیرونی، دلیل نرخ خرابی بیشتر و بالاتر مفصل‌های بیرونی است. به طور متوسط برای هر یک بار تعویض مفصل سرعت ثابت داخلی، 9 مفصل سرعت ثابت بیرونی تعویض می‌شود. این به معنی چشم پوشی تکنسین‌ها از مفصل‌های داخلی نیست. آنها زیاد ساییده می‌شوند. هر بار که سیستم تعلیق حرکت بالا و پایین شدید و کامل دارد، مفصل‌های داخلی باید به داخل و خارج حرکت کنند تا اختلاف شعاع حرکتی بین پلوس‌ها و تعلیق را سازگار نمایند. مفصل‌های داخلی سه شاخه‌ای، الگوی سایش منحصر به فردی در هر یک از سه غلتک و شیارهای آنها در هوزینگ ایجاد می‌کند که می‌تواند به مشکلات ارتعاشی و سروصدا منجر شود.
گریس مفصل سرعت ثابت
گریس ها که در واقع روغن با مواد سفت (غلیظ) کننده هستند با توجه به مواد سفت کننده به کار برده شده نام گذاری می‌شوند. ترکیبات دقیق گریس با توجه به سازندگان مفصل سرعت ثابت می‌تواند متفاوت باشد. ترکیب دقیق مواد شیمیایی، گرانروی (سفتی)، سایش، و خواص مقاومت خوردگی گریس ها از کاربرد یک مفصل سرعت ثابت نسبت به دیگری متفاوت است.
مواد گردگیر مفصل سرعت ثابت
پوشش انعطاف پذیر پیرامون مفصل سرعت ثابت یا همان لاستیک گردگیر، باید بتواند در همه شرایط آب و هوایی انعطاف پذیر باقی مانده و هم زمان برای جلوگیری از سوراخ شدن به دلیل سنگ و شن‌های روی جاده، به اندازه کافی محکم باشد. برای این گردگیرها همانطور که در بخش گردگیر پلوس توضیح داده شده است، مواد مختلفی به کار برده می‌شود. انواع مختلف گردگیرهای مفصل سرعت ثابت به سازندگان این مفصل‌ها و محورها بستگی دارد.
توجه: بعضی شرکت‌های خدمات پس از فروش، برای تعویض گردگیر مفصل سرعت ثابت، نوع دو نیمه‌ای را پیشنهاد می‌کنند (شکل8). دو نیمه‌ای بودن به این معنی است که گردگیر را می‌توان بدون بازکردن پلوس تعویض کرد. معمولاً سازندگان خودرو این نوع گردگیر جایگزین را پیشنهاد نمی‌کنند. زیرا با پلوسی که هنوز روی خودرو قرار دارد، مفصل ها بازنشده و به خوبی تمیز نمی‌شوند. همچنین گردگیرهای دو نیمه‌ای به منظور آب بندی مناسب شکاف روی آنها، باید کاملاً تمیز نگهداری شوند، و این با کل گریسی که درون مفصل قرار دارد کار مشکلی است. این نکته مهم است که آب بندی گردگیرها به طور منظم مورد بازرسی قرار گرفته و در صورت آسیب دیدگی تعویض شوند. مفصل‌های کشویی داخلی به خاطر اینکه به درون و بیرون حرکت می‌کنند اغلب می‌توانند آب را از اطراف آب بند و یا از طریق سوراخ‌های کوچک روی خود گردگیرها به داخل مفصل پمپ نمایند. برای فراهم کردن یک اتصال ضد نشتی میان قسمت آب بندی گردگیر و هوزینگ یا محور، از گیره ها و بست های نگهدارنده استفاده می‌شود.
روش‌های کنترل مجموعه پلوس (در حالت ایستا و حرکت) و روش عیب یابی و رفع عیب بدون بازکردن پلوس از روی خودرو :
الف) کنترل پلوس‌ها در حالت حرکت خودرو
اگر صدایی از موتور، پلوس، فرمان و… شنیده شود، برای شروع بررسی خودرو، باید آن را در یک جاده صاف با سرعت متوسط و گاهی همراه با شتاب و یا پیچیدن رانده و به موارد زیر دقت کرد:
اگر هنگام دور زدن صدای کلیک (چک چک) بیاید احتمال خرابی مفصل بیرونی وجود دارد.
اگر هنگام دور زدن در دنده معکوس صدا بیشتر شد مفصل بیرونی باید عوض شود.
اگر هنگام شتاب و یا حرکت از حالت توقف صدای تق تق شنیده شود احتمال دارد از بازی و لقی مفصل داخلی یا بیرونی، و یا از لقی زیاد دنده های دیفرانسیل یا جعبه دنده باشد.
لرزش های متناوب در سرعت های بین 72 تا 100 کیلومتر بر ساعت بیشتر ناشی از خرابی یکی از مفصل‌های سه شاخه‌ای داخلی است که روی غلتک‌ها حالت کچلی ایجاد شده است.
اگر با افزایش سرعت، ارتعاشات بیشتر شود به احتمال زیاد ناشی از بالانس نبودن تایر یا چرخ و یا خمیدگی یکی از نیم پلوس‌ها و یا افتادن وزنه ارتعاش گیر روی پلوس است.
در خودروی عقب محرک، عوامل خرابی می‌تواند نشتی روغن از بلبرینگ چرخ، ایجاد صدا، بریدن پلوس و از حرکت افتادن خودرو باشد.
ب) کنترل پلوس‌ها در حالت ایستای خودرو
سالم بودن گردگیرها را بررسی کنید. اگر گردگیرها پاره شده باشند، در اثر خروج گریس و نفوذ گرد و خاک و رطوبت، با چند ساعت رانندگی مفصل‌ها آسیب دیده و خراب می‌شوند. حالت پوسیدگی گردگیر نشانه گریس نامناسب و یا حرارت زیاد است.
لقی شعاعی میل پلوس و جعبه دنده بررسی شود. در صورت وجود لقی باید بررسی شود که عامل لقی سایش هوزینگ و یا سایش سرپلوس می باشد و قطعه معیوب تعویض شود.
مطمئن شوید همه بست های گردگیرها سفت بسته شده‌اند. نشت گریس را بررسی کنید. اگر گردگیری شل است آن را کمی عقب بکشید. اگر ظاهر گریس شیری و یا کف آلود باشد نشانه نفوذ آب است. اگر گریس بین انگشتان حالت زبری داشت نشانه نفوذ گردوغبار است.
در هنگام تعویض میل پلوس و سرپلوس مفصل دار به ابعادی مانند طول رزوه (محل نصب مهره سر چرخ)، طول هزار خار سمت توپی چرخ و قطر میل پلوس در ناحیه نصب در داخل جعبه دنده (داخل هوزینگ و محل قرارگیری کاسه‌نمد) باید توجه شود.
