عصرخودرو: با پیدایش موتورهای درونسوز، همیشه یکی از مشکلات پیش رو این بوده که چگونه میتوان نیروی تولیدی موتور را با کمترین تلفات و با بهترین راندمان، در کنار مشکلات کمتر به چرخها رساند. در این بین راههای مختلفی به کار گرفته شد، از انتقال نیرو توسط زنجیر و تسمههای لاستیکی تا چرخ دندهها. اما همه آنها مشکلات خاص خود را داشتند. یکی از بزرگترین مشکلات این بود که این راهها برای انتقال نیروی بزرگ و زیاد مناسب نبودند و مهمتر اینکه استفاده از آنها برای انتقال در فواصل بلند، مشکلاتی داشتند. پس حرف انتقال با شافت و میله به میان آمد و گاردان وارد مسئله انتقال نیرو شد.
به گزارش پایگاه خبری «عصرخودرو»، گاردان با همه محاسنی که دارد، معایبی نیز دارد، اما از آنجا که انتقال نیروهای بزرگ و در فواصل بلند و در چند قسمت، به کمک گاردان راحتتر از بقیه موارد موجود است، استفاده از آن شایعتر شده است. بد نیست بدانیم که گاردان اصلا در لغتنامههای بینالمللی و فنی خودرو وجود خارجی ندارد و مثل برخی دیگر از کلمات، ساخته و پرداخته تغییر آوایی در زبان فارسی است. گاردان از نام یک مهندس و ریاضیدان ایتالیایی به نام کاردانو گرفته شده که مخترع حرکت خاص گاردان است و در زبان لاتین Cardan shaft ،driving shaft ،driveshaft و ... نام دارد. میل گاردان در موتورسیکلتها، دوچرخهها و برخی دستگاههای صنعتی نیز استفاده میشود.
میل گاردان و کارایی آن:
در خودروهایی که محور محرک، محور جلو خودرو است یا پیشرانه در عقب قرار گرفته است، دیفرانسیل به معنایی که در محورهای عقب وجود دارد و همچنین میل گاردان، وجود ندارد. این قطعه در خودروهایی موجود است که محور عقب هم از نوع محرک است و باید نیرویی دریافت کند و پیشرانه در جلو نصب شده است و یا خودرو یک نمونه دودیفرانسیل است. اکنون دیفرانسیل را در نظر بگیرید که در محور عقب قرار دارد. این دیفرانسیل ممکن است که دقیقا در وسط محور نصب نشده باشد و یا به یک طرف نزدیکتر باشد؛ اتفاقی که در خودروهای شاسی بلند و آفرود یک امتیاز مثبت تلقی میشود و معمولا دودیفرانسیل خودرو در یک امتداد قرار ندارند. اما موتور خودرو همیشه دقیقا در وسط خط عرضی خودرو نصب میشود. پس اگر قرار باشد با تسمه و یا زنجیر، نیروی موتور به چرخهای عقب برسد، در حالت عادی غیرممکن است و این مشکلات برای حالت انتقال با چرخ دنده نیز بیشتر نمایان میشود. اما گاردان چون یک میله و شافت است، به راحتی این کار را ممکن میکند و میتوان نیرو را مستقیما و با زاویه مناسب به سر محور دیفرانسیل منتقل کرد. از طرفی چون ممکن است دیفرانسیل و موتور در یک راستا نباشند، گاردان با طراحی خودش، این مشکل را حل میکند. ضمن اینکه چون دیفرانسیل حین حرکت خودرو، بالا و پایین میرود و باعث میشود تا تغییر مکان داشته باشد، پس با طراحی کشویی در گاردان که باعث افزایش و کاهش طول گاردان میشود، این عیب نیز برطرف میشود. میل گاردان میلهای با قطر زیاد و در اکثر مواقع، تو خالی است که باید کاملا همگن باشد (منظور از همگن در اینجا این است که کاملا صاف و بدون لنگر به سمت خاصی باشد) تا در سرعتهای بالا و حین دریافت نیروهای ناگهانی زیاد، دچار تابیدگی نشود. همگن نبودن گاردان باعث ایجاد لرزش در مجموعه انتقال قدرت و کل خودرو میشود و خرابیهای زودهنگام آن را باعث میشود. ناهمگن بودن و تاب داشتن گاردان را با استفاده از دستگاه تراش و نصب وزنههایی روی آن، از بین میبرند و اگر گاردان خیلی خراب باشد باید آن را تعویض کرد. تو خالی بودن گاردان هم باعث کاهش وزن میشود و هم امکان دریافت تنشهای برشی بیشتری را برای آن ممکن میکند. میل گاردان هر چه کوتاهتر باشد، تلفات انرژی در حین انتقال کاهش مییابد. میل گاردانها معمولا برای خودروهای سواری یکتکه هستند اما در خودروهایی با طول بیشتر که میل گاردان باید بلند طراحی شود، آن را دوتکه در نظر میگیرند. این اتفاق معمولا در زمانی است که گاردان طولی بیشتر از 1.5 متر داشته باشد. بزرگبودن و یکتکه بودن گاردان، احتمال آسیب آن را بیشتر میکند و از طرفی ناحیه بازی آن را در زیر شاسی، بیشتر میکند که خود محدودیتهایی پدید میآورد.
معایب مجموعه گاردان:
گاردان نیز یک مجموعه مکانیکی است که در طول کارکردش دچار مشکلاتی میشود. این مشکلات ممکن است در هر یک از 3 قسمت اصلی آن رخ دهد. ضمن اینکه عیوب گاردان باید در اولین فرصت برطرف شوند چرا که هم باعث لرزش در خودرو و مشکلاتی در گیربکس و دیفرانسیل میشود و هم در صورت بریدن آن، اگر از ناحیه جلو باشد، امکان بلندکردن و چپ کردن خودرو را دارد که نصب زنجیر یا تسمه در زیر خودرو و زیر گاردان برخی خودروها به همین علت است.
میل گاردان قطعهای بلند و محکم و البته ظریف در اثر برخورد و اعمال نیروهای ناگهانی است. این قطعه در صورت برخورد با اجسام سخت مثل سنگ و زمین، ممکن است خم شود و در سرعتهای بالا باعث ایجاد سر و صدا و لرزش در خودرو شود. در صورت بروز چنین مشکلاتی باید آن را تابگیری کرد. همچنین اگر در سرعتهای بالا، معکوسهای سنگین کشیده شود و یا مجموعه قفل گاردان و کشویی آن دچار مشکل باشند، امکان بریدن گاردان در اثر وجود تنشهای برشی بیش از حد توان آن نیز وجود دارد که قضیهای خطرناک است. کشویی با استفاده از یک هزارخاری باعث تغییر طول گاردان میشود. این هزارخاری ممکن است در اثر کارکرد و دریافت ضربههای ناگهانی، در درازمدت خراب شود که باعث میشود تا حین حرکت ایجاد صدا کند و در حرکتهای اولیه، اصطلاحا تقه بزند. این قسمت همانطور که گفته شد، باید در سرویسهای دورهای و زمان تعویض روغنها، بررسی و کنترل شود تا همیشه دارای گریس باشد. چهارشاخههای گاردان نیز از جمله قسمتهایی هستند که به مرور دچار خرابی میشوند. این خرابی در ناحیه رولبرینگهای آن و کاسه چهارشاخ رخ میدهد. ساییده شدن و یا خشک شدن این قسمتها، باعث ایجاد گیر حین حرکت و ساییدگی بیشتر ساچمهها میشود که بعد از گذشت چند ماه، اثر خود را با تقه زدن حین حرکت و ایجاد سر و صدا نشان میدهند.
اجزای گاردان:
گاردان به 3 قسمت اصلی تقسیم میشود. میله وسطی، کشویی گاردان، قفل گاردان. میل گاردان که در قسمت دیگر به معرفی آن پرداختهایم. اما کشویی برای چه کاری به کار میرود؟ همان طور که گفتیم چون دیفرانسیل حین حرکت خودرو بالا و پایین میرود، بنابراین فاصله آن نسبت به محل اتصال سر گاردان به گیربکس، کم و زیاد میشود. اگر گاردان دارای یک طول ثابت باشد، در نتیجه این تغییرات در فاصله طولی، گاردان لازم است که بلند و کوتاه شود که به همین منظور برای آن یک کشویی در نظر میگیرند. کشویی دارای یک هزارخاری است و به یک سر گاردان نزدیکتر است. کشویی باعث میشود تا گاردان دوتکه به هم متصل شده، شود و از این ناحیه بتواند تغییر طول داشته باشد. کشویی دارای یک پیچ گریسخور است تا همیشه داخل آن گریسکاری شود و از گیرپاژ شدن خودداری شود. قسمت دیگر مجموعه گاردان، قفل آن است که بیشتر آن را به چهارشاخ میشناسند، هر چند که چهارشاخ قسمتی از قفل گاردان به حساب میآید.
همانطور که گفتیم ممکن است دیفرانسیل با محرک خروجی موتور و گیربکس هممرکز نباشد و ضمن اینکه دیفرانسیل در حین حرکت نیز، دارای تغییرات در ارتفاع میشود. اگر گاردان به طور ثابت به شافت گیربکس و شافت دیفرانسیل متصل باشد و امکان بازی در راستای طولی و عرضی نداشته باشد، باز هم دچار اعوجاج و تابیدگی میشود و از کار خواهد افتاد. مجموعه قفل گاردان، هم آن را به دو شافت گیربکس و دیفرانسیل متصل میکند و هم با وجود قطعاتی مثل چهارشاخ و نعلبکی باعث میشود تا گاردان بتواند یک بازی در 4 جهت اصلی و ترکیبی از این 4 جهت اصلی داشته باشد. همانطور که از اسم چهارشاخ پیداست، یک قطعه صلیبیشکل است با این تفاوت که میلههای آن کاملا هماندازه هستند. در هر سر چهارشاخ، رولبرینگهایی وجود دارد که باعث حرکت و چرخش چهارشاخ در دو سر نعلبکی و همچنین گاردان میشود. چهارشاخ در دو انتهای گاردان قرار داد و یکی از قسمتهای مهم آن به شمار میرود.