Vlovepeugeot ชมรมคนรักเปอโยต์ (เปอร์โยต์) ประเทศไทย  40X

Pages: 1, 2, 3, 4, 5, 6

พื้นฐานการทำงานของชุดเฟือง
 มาทำความเข้าใจและรู้จักกับทิศทางการหมุนและอัตราทดของฟันเฟืองเสียก่อน ดังนี้คือ
    - เมื่อเฟือง 2 อันเอาฟันด้านนอกมาขบกัน จะหมุนในทิศทางตรงกันข้ามเสมอ ตามรูปข้างล่างซ้ายมือ
    - แต่เมื่อเฟืองอันเล็กเอาฟันด้านนอกมาขบกับฟันด้านในของเฟืองวงแหวนก็จะหมุนในทิศทางเดียวกันเสมอ ตามรูปข้างล่างขวามือ
 ดังนั้นเราจึงสามารถจัดชุดฟันเฟืองได้ตามความต้องการว่าจะให้หมุนเคลื่อนที่ในทิศทางเดียวกันหรือตรงกันข้ามก็ได้

---

อัตราทดความเร็วรอบของชุดเฟืองแบบธรรมดา ที่มีเฟือง 2 ตัวขบกัน จะขึ้นกับจำนวนฟันของเฟืองแต่ละตัวดังนี้
   อัตราทด = ความเร็วรอบเฟืองขับ (N-input) ? ความเร็วรอบเฟืองตาม (N-output) = จำนวนฟันของเฟืองตาม (Z-output) ? จำนวนฟันของเฟืองขับ (Z-input)
   ตัวอย่างที่ 1 จากรูปข้างบนซ้ายมือ ถ้าเราหมุนให้เฟือง A เป็นเฟืองขับที่มี 24 ฟัน, เฟือง B ที่หมุนตามมี 15 ฟัน
จะมีอัตราทด(A/B)  = 15/24 = 1:1.6   ซึ่งหมายถึงเฟือง A หมุน 1 รอบ เฟือง B จะหมุนไป 1.6 รอบ และในเฟืองชุดเดียวกัน เฟืองที่หมุนช้ากว่าก็จะมีแรงบิดสูงกว่าเฟืองที่หมุนเร็วกว่าเสมอ
   ตัวอย่างที่ 2 จากรูปข้างบนขวามือ ถ้าเราหมุนให้เฟือง B เป็นเฟืองขับที่มี 15 ฟัน, เฟือง C ที่หมุนตามมี 56 ฟัน
จะมีอัตราทด(B/C)  = 56/15 = 3.73:1   ซึ่งหมายถึงเฟือง B หมุน 3.73 รอบ เฟือง C จะหมุนไป 1 รอบ

  แต่ด้วยชุดเฟืองของชุด Epicyclic Gear ประกอบด้วยเฟือง Planetary gear, Ring Gear และ Sun Gear   โดยที่ Planetary gear หมุนอย่างอิสระอยู่บนแกนที่ติดตึงอยู่กับแผ่นพา (Planetary Carrier) ซึ่งซี่ฟันเฟืองจะขบอยู่กับ Ring Gear และ Sun Gear จึงให้จำนวนฟันของชุดพา (Carrier) เท่ากับผลรวมของ Ring Gear และ Sun gear ดังนี้คือ
  เมื่อ  Zc = จำนวนฟันของชุดตัวพา (Carrier) = Zr + Zs
         Zr  = จำนวนฟันของเฟืองวงแหวน (Ring Gear)
         Zs  = จำนวนฟันของเฟืองสุริยะ (Sun Gear)  
 จากสูตรพื้นฐาน  อัตราทด(ขับ/ตาม) = จำนวนฟันของเฟืองตาม (Z-output) ? จำนวนฟันของเฟืองขับ (Z-input)

---

จากรูปข้างบน ถ้า Ring gear มี 56 ฟัน, Sun Gear มี 24 ฟัน
   ตัวอย่างที่1  ถ้าหมุน Ring Gear แต่ตรึง Sun Gear ให้อยู่กับที่   จะทำให้ Planetary carrier หมุนด้วยอัตราทดดังนี้
             อัตราทด(Ring Gear/Carrier) = Zc/Zr = (Zr + Zs)/Zr = (56+24)/56 = 80/56 = 1.429/1 นั่นคือ Ring Gear หมุนไป 1.429 รอบ, ทำให้ Planetary carrier หมุนไปเพียง 1รอบ
     ตัวอย่างที่2  ถ้าหมุน Sun Gear ปล่อยให้ Carrier และ Ring Gear หมุนได้อิสระ เช่นที่ เกียร์ว่าง ก็จะได้อัตราทดของ Ring Gear เป็น
              อัตราทด(Sun Gear/ Ring Gear) = (Zc/Zs) x (Zr/Zc) = (80/24) x (56/80) = 56/24 = 2.33/1 นั่นคือ Sun Gear หมุนไป 2.33 รอบ, ทำให้ Ring Gear หมุนไป 1รอบ และ Carrier หมุนไป = 80/24 = 3.33 รอบ

 การทำงานของ ชุดเฟือง Epicyclic Gear Train
จากรูปข้างล่างเป็นตัวอย่างการทำงานของชุดเฟืองในบางสถานการณ์เช่น
    รูปที่ 1 -  เมื่อปล่อยให้ทุกเฟืองเป็นอิสระ เฟืองทุกตัวก็จะหมุน
    รูปที่ 2 -  เมื่อ Ring Gear ถูกตรึง, ให้ Sun gear เป็นตัวขับ, ดังนั้น Carrier จึงหมุนตามทิศทางของตัวขับ โดยความเร็วรอบลดลงแต่จะได้แรงบิดเพิ่มขึ้น
    รูปที่ 3 - เมื่อ Sun gear ถูกตรึง, ให้ Carrier เป็นตัวขับ, ดังนั้น Ring Gear จึงหมุนตามทิศทางของตัวขับ โดยความเร็วรอบเพิ่มขึ้นแต่จะได้แรงบิดลดลง
    รูปที่ 4 ? เมื่อ Carrier ถูกตรึง, ให้ Sun Gear เป็นตัวขับ, ดังนั้น Ring Gear จึงหมุนตามด้วยทิศทางตรงกันข้ามกับตัวขับ โดยความเร็วรอบลดลงแต่จะได้แรงบิดเพิ่มขึ้น

---

จากตัวอย่างข้างต้นสามารถสรุปพฤติกรรมการทำงานของชุดเฟือง Epicyclic Gear Train ได้ตามตารางข้าล่างดังนี้

---

เพื่อให้เข้าใจและเห็นภาพชัดเจนยิ่งขึ้นดูภาพเคลื่อนไหวประกอบการทำงานของ Epicyclic Gear Train ได้ที่

http://www.howstuffworks.com/gear7.htm

---

 2.1 SIMPSON type epicyclic gear train

   สำหรับเกียร์ AL4 เป็นเกียร์อัตโนมัติ ที่ควบคุมการทำงานด้วยระบบ Electronic มี 4 เกียร์เดินหน้าและ 1 เกียร์ถอยหลัง
โดยใช้ชุดเฟือง Epicyclic Gear Train เพื่อเปลี่ยนอัตราทดและทิศทาง แบบ SIMPSON
   ชุดเกียร์แบบ SIMPSON นี้จะประกอบด้วย ชุดเฟือง Epicyclic Gear Train 2 ชุด ซ้อนเข้าด้วยกัน จึงมีชิ้นส่วนประกอบหลักดังนี้คือ
      - มี Sun Gear 2 ตัว   คือ P1 และ P2
      - มีเฟือง Planetary Gear    2 ชุด, ชุดละ 3 ตัว   คือ S1 และ S2
      - มีชุดพาเฟือง Planetary Carrier   2 ชุด   คือ PS1 และ PS2
      - มีชุดเฟืองวงแหวน Ring Gear    2 ชุด   คือ C1 และ C2
   โดยชุดเฟือง Epicyclic Gear Train จะต่อประกอบเข้าด้วยกันดังนี้
      - ชุดพาเฟือง Planetary Carrier, PS1 จะยึดติดกับชุดเฟืองวงแหวน Ring, C2
      - ชุดพาเฟือง Planetary Carrier, PS2 จะยึดติดกับชุดเฟืองวงแหวน Ring, C1
   แล้วส่งผลลัพธ์การหมุนเคลื่อนที่และแรงบิดของทั้งระบบไปที่เฟืองทดส่งกำลัง (Primary Pinion of Step down Gear) โดย
   ผ่าน ชุดพาเฟือง Planetary Carrier, PS2 ตามรูปข้างล่างซึ่งแสดงให้เห็นแบบแปลนโครงสร้างของเกียร์ AL4

---

       เพื่อให้เห็นภาพชัดเจนยิ่งขึ้นลองดูภาพเขียนแบบต่อไปนี้ โดยการนำข้อมูลที่ให้ไว้ในชิ้นส่วนนำไปเปรียบเทียบหาตำแหน่งในแบบแปลนโครงสร้างของเกียร์ AL4 ในภาพข้างบน ก็จะทำให้เข้าใจหลักการทำงานของ Simpson gear train ได้ง่ายยิ่งขึ้น

---

และภาพถ่ายของชิ้นส่วนระบบ Simpson gear train เมื่อเปรียบเทียบกับภาพในแบบเขียน
ooOoo จบบทที่ 2

---

3.  คลัตช์และเบรก (Clutch and Brake)
    คลัตช์และเบรกจะทำงานด้วยระบบไฮดรอลิกโดยการเปิด-ปิดตัววาล์วที่ถูกกระตุ้นโดย Electrovalve ซึ่งถูกสั่งการให้ทำงานดัวยระบบอิเล็กทรอนิกส์ โดยทั้งคลัตช์และเบรกจะทำงานประสานกัน เพื่อการปรับเปลี่ยนอัตราทดและทิศทางการหมุนของเกียร์
      -  ชุดคลัตช์มีหน้าที่ ตัด ? ต่อ ชิ้นส่วนบางชิ้นที่หมุนเคลื่อนที่ในชุด Simpson Gear Train เพื่อการปรับเปลี่ยนอัตราทดและทิศทางการหมุนของเกียร์ โดยทำงานสัมพันธ์กับ ชุดเบรก
      -  ชุดเบรกมีหน้าที่บีบหรือรัดให้ชิ้นส่วนที่หมุนอยู่ในชุด Simpson Gear Train ถูกยึดตรึงไว้ไม่ให้หมุน
จากรูปข้างล่างแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ของคลัตช์และเบรกดังนี้
       - Clutch E1 จับยึดให้ P1 และ Input Shaft หมุนไปพร้อมกัน สำหรับเกียร์ถอยและเกียร์ 1
       - Clutch E2 จับยึดให้ C2/PS1 และ Input Shaft หมุนไปพร้อมกัน สำหรับเกียร์ 2, 3, 4
และ - Brake F1 ตรึงให้ P1 หยุดอยู่กับที่ สำหรับเกียร์ 4 (Brake F1 เป็น Disc Brakes ที่มีหลักการทำงานเหมือนกับชุด Clutch)
       - Brake F2 (Disc Brakes) ตรึงให้ C2 หยุดอยู่กับที่ สำหรับเกียร์ถอย
       - Brake F3 (Disc Brakes) ตรึงให้ P2 หยุดอยู่กับที่ สำหรับเกียร์ 1 และ 2

---

ภาพตัดขวางแสดงชิ้นส่วนหลักของเกียร์ AL4 และในเครื่องหมายแสดงให้เห็นตำแหน่งของชุด คลัตช์และเบรก

---

3.1 หลักการทำงานของคลัตช์
     คลัตช์แบบหลายแผ่น (Multiple-Disc Clutch) ประกอบด้วยชิ้นส่วนหลักดังนี้
       -  ลูกสูบ (Piston) ที่เคลื่อนที่ได้ด้วยแรงดันน้ำมันและกลับตำแหน่งเดิมด้วยแรงดันจากสปริง
       -  สปริง (Return Spring) ที่จะออกแรงดันให้ลูกสูบกลับสู่ตำแหน่งเดิม
       -  ชุดคลัตช์ (Clutch Pack) ประกอบด้วย แผ่นผ้าคลัตช์ (Friction Discs) และชุดจานขับแผ่นโลหะ (Driving Metal Discs)
       -  แผ่นค้ำยัน (Reaction Plate) ชุดคลัตช์ขณะถูกลูกสูบออกแรงอัด
           
      การทำงานของคลัตช์  จากรูปข้างล่าง (Clutch E1) คลัตช์จะถูกกระตุ้นให้ทำงานด้วยแรงดันน้ำมัน (Oil Pressure) ที่ผ่านเข้าไปด้านหลังของลูกสูบ ทำให้มันเคลื่อนที่ไปดันให้ชุดแผ่นคลัตช์เคลื่อนที่ไปอัดติดกับแผ่นค้ำยัน จึงทำให้ทั้งหมดหมุนตามหรือติดกันไป จนกว่าจะหยุดจ่ายแรงดันน้ำมันสปริงก็จะออกแรงผลักดันให้ลูกสูบกลับที่เดิม ทำให้ชุดคลัตช์เป็นอิสระอีกครั้ง

---

   จากรูปข้างล่างแสดงให้เห็นการประกอบเข้าด้วยกันของ Clutch Pack
ชุดคลัตช์ (Clutch Pack) ประกอบด้วย
   แผ่นผ้าคลัตช์ (Friction Discs) และแผ่นค้ำยัน (Reaction Plate) จะมีซี่ฟันอยู่ที่ขอบด้านในและสอดอยู่ในร่องของดุม (Hub) มันจึงสามารถเคลื่อนที่ได้ในร่องและหมุนตาม Hub ไปเสมอ
   ส่วนชุดจานขับแผ่นโลหะ (Driving Metal Discs) จะมีฟันอยู่ที่ขอบด้านนอกและสอดอยู่ในร่องของกง (Drum) มันจึงสามารถเคลื่อนที่ได้ในร่องและหมุนตาม Drum ไปเสมอเช่นกัน
    ดังนั้นทั้ง Drum และ Hub จึงหมุนได้อย่างอิสระจนกว่าชุด Clutch อัดให้มันแนบติดกันแน่นจึงจะหมุนตามกันไป

---

และเมื่อประกอบชุด Clutch E1 + E2 และ เบรก F1 เข้าด้วยกัน ก็จะได้ชุดประกอบเพลาหลัก (Primary Line Assembly) ดังรูป

---

3.2 หลักการทำงานของชุดเบรก (Band Brakes)ชุดแบนด์เบรก (Brake F2 และ F3) ประกอบด้วยชิ้นส่วนหลักดังนี้
(Brake F1 เป็น Disc Brakes ที่มีหลักการทำงานเหมือนกับชุด Clutch ที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น)
     1. ชุดลูกสูบเบรก (Brake Servo) ซึ่งประกอบ
        -  ลูกสูบ (Piston) ที่เคลื่อนที่อยู่ในกระบอกของตัวเรือนเกียร์ ด้วยแรงดันน้ำมันและกลับตำแหน่งเดิมด้วยแรงดันจากสปริง
        -  ก้านกระทุ้ง (Plunger) จะเคลื่อนที่เมื่อถูกลูกสูบดัน
        -  สปริง (Return Spring) ที่จะออกแรงดันให้ลูกสูบกลับสู่ตำแหน่งเดิม
     2. แถบผ้าเบรก (Brake Band) ซึ่งเป็นแถบโลหะที่มีแถบผ้าเบรกที่ทำจากวัสดุที่มีความฝืดสูงติดอยู่ด้านใน และที่ปลายทั้งสองด้านของแถบโลหะจะมีบ่ารองรับก้านกระทุ้งและสลักเกลียว (Anchor Bolt)

     การทำงานของเบรก จากรูปข้างล่างที่มุมล่างซ้าย เมื่อลูกสูบจะถูกกระตุ้นให้ทำงานด้วยแรงดันน้ำมัน (Oil Pressure) ที่ผ่านเข้าไปด้านหลังของลูกสูบ ทำให้มันเคลื่อนที่ไปดันก้านกระทุ้งเคลื่อนที่ยันที่บ่าบนปลายของแถบโลหะ จึงทำให้ผ้าเบรกไปบีบรัดให้กงเบรก (Brake Drum) หยุดอยู่กับที่ จนกว่าจะเลิกจ่ายแรงดันน้ำมันสปริงก็จะออกแรงผลักดันให้ลูกสูบกลับที่เดิม ทำให้ชุดเบรกเป็นอิสระอีกครั้ง

---

รูปแสดงตำแหน่งที่ตั้งของชุด Brake F2 และ Brake F3

---

3.3 หลักการเปลี่ยนเกียร์ของ AL4
  การเปลี่ยนเกียร์ของ AL4 จะมีชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้อง ดังนี้คือ:  2 ชุดคลัตช์ (E1 และ E2), 3 ชุดเบรก (F1=Disc brakes, F2 และ F3 = Band brakes) และ Simpson Gear Train ที่มีชุดเฟือง Epicyclic Gear Train 2 ชุด ประกอบซ้อนเข้าด้วยกัน
  จากรูปข้างล่าง เมื่อนำชิ้นส่วนหลักต่างๆในส่วนที่ 1 ไปประกอบเข้ากับตัวเรือนเกียร์แล้วเขียนเป็น แบบแปลนโครงสร้างของเกียร์ AL4 ได้ตามรูปในส่วนที่ 2 และเพื่อให้ง่ายต่อการอธิบายหลักการทำงานจึงต้องลดรายระเอียดในแบบแปลนโครงสร้างลงอีก ให้คงเหลือไว้เพียงเส้นและสัญลักษณ์ ดังปรากฏเป็นแผนผัง (Schematic) ในรูปส่วนที่ 4 (ซึ่งจะเขียนแสดงไว้เฉพาะส่วนบนเท่านั้น สำหรับส่วนล่างจะเหมือนกันกับส่วนบนแต่ให้กลับเอาด้านบนลง ดังที่ได้แสดงไว้ที่เฟือง Primary step down pinion)         โดยให้ชิ้นส่วนที่ต่อเชื่อมติดเป็นชิ้นเดียวกันจะเขียนแทนด้วยเส้นตรง, เส้นตรงสั้นๆที่ปิดที่ปลายของเส้นตรงจะแทนซี่ฟันเฟืองหรือเป็นรูร้อยแกนหมุนของตัวเฟืองดังในรูปส่วนที่ 3    

---

การอ่านหลักการเปลี่ยนเกียร์ของ AL4 จากแผนผังในรูปข้างล่างจะแสดงเส้นทางการส่งถ่ายกำลังผ่านไปตามเส้นสีแดง
     ตัวอย่างการอ่านแผนผัง ที่ตำแหน่งเกียร์ 1 (1st gear)     กำลังแรงบิดจากเครื่องยนต์ (Primary) ถ่ายให้ชุด Torque Converter ผ่านเข้าชุดประกอบเพลาหลัก (Primary Line Assembly)    ชุด Clutch E1 จับให้ Sun gear P1 หมุนตามและไปขับเฟือง Planetary หมุนไปขับ Ring Gear C1 ซึ่งทำให้ของเฟือง Primary step down pinion หมุนตามไปด้วย   และในขณะนั้น Brake F3 ก็ได้จับตรึง Sun gear P2 ไว้ไม่ให้หมุน ทำให้ชิ้นส่วนที่เหลือก็จะหมุนฟรีตามไปโดยไม่ได้นำกำลังมาใช้งาน

ภาพแสดงเส้นทางการส่งถ่ายกำลังในแต่ละเกียร์

---

ตารางสรุปการใช้ให้ชิ้นส่วนต่างๆทำงานในแต่ละเกียร์

---

หมายเหตุ : ที่ตำแหน่งคันเกียร์ D เกียร์สามารถทำงานที่ อัตราทดของเกียร์ 1, 2, 3 และ 4
                ที่ตำแหน่งคันเกียร์ 3 เกียร์สามารถทำงานที่ อัตราทดของเกียร์  1, 2 และ 3
                ที่ตำแหน่งคันเกียร์ 2 เกียร์สามารถทำงานที่ อัตราทดของเกียร์ 1และ 2
          และที่ตำแหน่งคันเกียร์ 2 และกดปุ่มเลือก 1 เกียร์จะทำงานที่ อัตราทดของเกียร์ 1 เท่านั้น

ooOoo  จบบทที่ 3

---

4.  Differential gear หรือ Final Drive Unit
    Differential gear เป็นชุดเฟืองส่งกำลังจาก Output Shaft ของชุดเกียร์ผ่าน Step-down gear เข้าสู่ Ring Gear ในชุดของ Differential gear แล้วส่งกำลังไปขับเพลาล้อรถยนต์ 

---

SMF Archive Funded by SMF For Free Free Forum Hosting
SMF Hacks