شفت خودرو چیست و چه کاربردی دارد؟

انتقال نیرو در خودروها صرف نظر از اندازه و نوع سوخت بسیار مهم است. در واقع در صورت عدم وجود این سیستم یا عملکرد ناقص آن، نیروی تولید شده توسط موتور خودرو به چرخ ها و محرک ها نمی رسد و در نتیجه حرکتی رخ نمی دهد. علاوه بر انتقال، تامین بهینه و بدون اتلاف این نیرو نیز بسیار مهم است. به این ترتیب در صورت ناقص انتقال نیرو، راندمان موتور و در نتیجه خودرو کاهش می یابد و انرژی به هدر می رود. بنابراین عملکرد بی نقص هر قسمت از سیستم انتقال قدرت بسیار مهم است. این سیستم که با مونتاژ چند مجموعه به دست می آید، بخش بزرگی از سیستم فنی خودرو را شامل می شود. زیرا هر مجموعه مجزا در این سیستم دارای اجزای خاص خود می باشد. شفت یکی از این قطعات است که به عنوان رابط بین بخش های مختلف سیستم انتقال نیرو عمل می کند. می خواهیم در مورد درخت ماشین و انواع آن بیشتر بدانیم.

شفت خودرو چیست و چه وظیفه ای دارد؟

انتقال نیرو در خودرو از موتور به چرخ ها توسط چندین سیستم پشت سر هم انجام می شود. بنابراین، در کنار اهمیت بسیار زیاد عملکرد صحیح هر یک از این سیستم ها، برقراری ارتباط کامل و دقیق بین آنها نیز بسیار حائز اهمیت است. درخت یکی از اجزای ایجاد کننده این ارتباط است. بنابراین می توان شفت خودرو را بخشی از سیستم انتقال قدرت آن دانست که نیروی چرخشی موتور را به اجزای مختلف منتقل می کند.

شفت یا درخت در لغت به معنای محور است. این محور می تواند متحرک یا ثابت باشد. اگر ثابت شود، ممکن است فقط نقش پشتیبانی از برخی اجزای بزرگتر را داشته باشد و ممکن است برای نگه داشتن دو یا سه سیستم در کنار یکدیگر و در ارتباط با یکدیگر استفاده شود. اگر متحرک باشد می تواند نیروی لازم را از یک سیستم به سیستم دیگر منتقل کند. بنابراین درخت ساختار متفاوتی در بدن خود دارد. به این ترتیب شفت های ثابت یک محور یا میله ثابت در نظر گرفته می شوند و شفت های متحرک معمولاً زاویه دار یا لولایی هستند.

این قطعه در لوازم یدکی برلیانس چراغ برق  نیز عموماً در چند قسمت ساخته می شود و از ماده ای ساخته می شود که بتواند بار تنش های ناشی از انتقال نیرو را تحمل کند. علاوه بر این، درخت باید سبک باشد. زیرا وزن بالای آنها در انتقال بهینه نیرو موثر بوده و باعث می شود قسمت قابل توجهی از انرژی توسط خود این قطعه جذب شده و در نتیجه در فرآیند انتقال هدر رود. بنابراین، شفت از فولاد آلیاژی سخت شده ساخته شده است.

تاریخچه درخت ماشین

تاریخچه ایجاد چاه به قرن نوزدهم باز می گردد. در آن زمان از شفت در لوکوموتیوها و کامیون ها استفاده می شد. اما استفاده از شفت در ساخت خودرو در سال 1895 آغاز شد. در آن زمان از شفت برای انتقال نیروی موتور از میل لنگ به گیربکس استفاده می شد. از سال 1900 استفاده از شفت در انتقال گشتاور به چرخ ها نیز رایج شد و نقش رابط بین دیفرانسیل و چرخ ها را بازیافت. با گذشت زمان استفاده از این قطعه در صنعت خودروسازی رواج یافته است تا جایی که امروزه انواع لوله‌ای و فیبر کربنی از محور محور در خودروهای مدرن نیز یافت می‌شود.

انواع صندوق عقب خودرو

در صنعت انواع مختلفی از شفت ها وجود دارد که در موارد مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. در خودروها انواع مختلفی از شفت ها را می بینیم که ضمن اتصال اجزای مختلف، وظیفه انتقال نیرو بین آنها را بر عهده دارند. برخی از این شفت‌ها بسته به نوع خودرو، نوع سیستم انتقال نیرو یا نوع محور محرک آن ممکن است تغییر کنند، اما تعدادی شفت در همه خودروها ثابت هستند که به نوعی می‌توان آن‌ها را جزئی دانست. . از سیستم انتقال خودرو این درختان عبارتند از:

شفت ورودی یا شفت کلاچ

این محور را می توان یکی از محورهای اصلی هر خودرویی دانست. حتی برخی میل لنگ موتور را که در محور این محور قرار دارد جزء آن می دانند. شفت ورودی موتور، کلاچ و گیربکس را به طور یکپارچه به هم متصل می کند و گشتاور موتور را از میل لنگ به پوسته داخلی گیربکس منتقل می کند. در همین حال، شفت ورودی تحت تأثیر کلاچ قرار می گیرد و انتقال برق روی آن قطع یا وصل می شود. در انتهای شفت ورودی یک چرخ دنده قرار دارد که نیرو را به چرخ دنده های داخل بدنه منتقل می کند.

محور میانی یا محور پایین

این شفت نوعی رابط در داخل پوسته گیربکس محسوب می شود که بین شفت ورودی و خروجی ارتباط برقرار می کند. چرخ دنده های مختلفی روی شفت میانی نصب شده اند که به صورت یکپارچه با آن طراحی شده اند. شفت نیروی موتور را از شفت ورودی دریافت می کند و آن را به شفت اصلی یا شفت خروجی منتقل می کند.

محور خروجی یا محور اصلی

همانطور که از نام آن پیداست، گشتاور اصلاح شده داخل گیربکس را به بیرون پوسته گیربکس منتقل می کند. برخی از چرخ دنده های گیربکس بر روی این محور نصب می شوند اما به صورت متحرک. این بدان معنی است که چرخ دنده ها با استفاده از یاتاقان های خود قدرت حرکت روی آنها را دارند. شفت خروجی گشتاور خروجی را به میل لنگ یا دیفرانسیل منتقل می کند. این نکته به نوع خودرو و محور محرک آن بستگی دارد.

 محور محور

نکته مهم این است که چرخ دنده یکپارچه شفت میانی و چرخ دنده های نصب شده بر روی شفت خروجی به یکدیگر متصل هستند و این اتصال گشتاور تولید شده در میل لنگ را به دیفرانسیل منتقل می کند. به این ترتیب دنده های گیربکس تغییرات لازم را در این گشتاور ایجاد کرده و انرژی را با سرعت و شدت مناسب برای حرکت چرخ ها منتقل می کنند. یکی دیگر از محورهای استفاده شده در خودرو در انتقال حرکت دیفرانسیل به چرخ ها نقش دارد. این شافت رابط بین دیفرانسیل و دیفرانسیل است و گشتاور را به چرخ ها منتقل می کند. شفت پلاس از نوع مفصلی و زاویه دار است. به این شفت، شفت اکسل نیز می گویند.

تفاوت بین شفت خودروهای دیفرانسیل عقب و دیفرانسیل جلو

در شفت خودروهای با محور محرک عقب و محور محرک جلو تفاوت وجود دارد. به این ترتیب در خودروهای دارای محور محرک جلو، شفت مرکزی حذف شده و انتقال نیرو در داخل پوسته گیربکس بین شفت ورودی و خروجی صورت می گیرد. در این خودروها شفت ورودی گشتاور را از موتور دریافت کرده و همراه با دنده نهایی خود به سایر دنده های داخل پوسته توزیع می کند. پینیون خروجی از یک طرف دارای یک پینیون است که با پینیون شفت ورودی مشبک می شود و از طرف دیگر پینیون آن به دیفرانسیل متصل می شود. در خودروهای دارای محور عقب، ارتباط بین این دو از طریق محور میانی انجام می شود.