معرفی کامل چهارشاخ گاردان، انواع و کاربرد آن‌ها

چهارشاخ گاردان چیست؟

چهارشاخ گاردان وسیله‌ای مکانیکی است. یک یا چند میله چرخان به یکدیگر متصل می‌شود و امکان انتقال گشتاور یا حرکت چرخشی را فراهم می‌کند و همچنین امکان انتقال نیرو بین دو نقطه را می‌دهد که با یکدیگر همخوانی ندارند. چهارشاخ گاردان در اشکال، اندازه‌ها و پیکربندی‌های متنوعی قرار گرفته‌اند.

چهارشاخ گاردان اجازه می‌دهد تا میله‌های درایو با سیستم تعلیق به سمت بالا و پایین حرکت کنند و در حالی که میله در حال حرکت است و هنگامی که میله درایو در یک خط مستقیم بین چرخ‌های گیربکس و درایو نباشد، امکان انتقال قدرت وجود داشته باشد.

اتصال U و نحوه کار چهارشاخ گاردان

وسایل نقلیه چرخ‌دنده عقب دارای چهارشاخ گاردان (یا اتصالات U) در هر دو انتهای میله محور هستند. اتصالات U به یوغ‌هایی متصل می‌شوند. همچنین باعث می‌شود میله‌های درایو به جلو و عقب حرکت کنند. زیرا وقتی وسیله نقلیه از دست‌انداز و یا جاده عبور می‌کند. به طور موقت میله را کوتاه یا طولانی می‌کند. وسایل نقلیه محرک جلو نیز از دو اتصال به نام اتصالات سرعت ثابت (یا CV) استفاده می‌کنند. اما نوعی متفاوت هستند که همچنین تغییرات فرمان را جبران می‌کنند.

در وسایل نقلیه درایو عقب، هنگام تعامل دنده درایو، یکی از نشانه‌های اتصال U فرسوده، صدای «چکاچک» است. در وسایل نقلیه درایو جلو، اتصالات CV معمولاً هنگام حرکت، سروصدای چکاچک ایجاد می‌کنند. اتصالات CV با پوشش‌های لاستیکی محافظ پوشانده شده است. اگر این پوشش‌ها شکسته و یا آسیب دیده باشند، اتصالات CV روغن‌کاری خود را از دست می‌دهد و در اثر آلودگی و رطوبت آسیب می‌بیند.

کاربرد چهارشاخ گاردان

در شكل سنتی اتومبیل‌های سواری و بسیاری از كامیون‌ها هم اكنون نیز برای انتقال حركت از موتور و جعبه‌دنده به چرخ‌های عقب از یك میله رابط به نام میل گاردان استفاده می‌كنند. فقط بعضی ماشین‌ها مثل فولكس واگن به دلیل قرار داشتن موتور در عقب، از این قاعده مستنثنی بودند.

چهارشاخ گاردان در بخش‌های مختلف شامل هواپیما، وسایل، مکانیسم‌های کنترل، الکترون کاربرد دارد. همچنین ابزار دقیق، ابزارهای پزشکی و نوری، لوازم جانبی، رادیو، چرخ خیاطی، ماشین‌آلات نساجی و درایوهای ابزار است.

چهارشاخ گاردان از جنس استیل یا ترموپلاستیک است. چهارشاخ گاردان با جنس فولاد حداکثر ظرفیت تحمل بار را برای سایز مشخص دارند. چهارشاخ گاردان با اجزاء ترموپلاستیک در مصارف صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. در کاربردها، از ویژگی های روان‌کننده، وزن سبک، فشار ناچیز، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت عملکرد در سرعت بالا بهره برده می‌شود.

چهارشاخ گاردان در ساخت و سازهای ویژه، مانند چهارشاخ گاردان توپی نیز موجود است و برای کار با سرعت بالا و برای حمل گشتاورهای بزرگ استفاده می شود. هر دو در اندازه های کوچک و استاندارد در دسترس هستند.

خصوصیات عمومی چهارشاخ گاردان

ویژگی اصلی چهارشاخ گاردان انتقال حرکت غیریکنواخت از طریق اتصال است. نسبت سرعت زاویه‌ای بین میله‌های ورودی و خروجی محور متغیر از نظر چرخشی در هر چرخه است. این نوسان که همراه با شتاب‌های زاویه‌ای مربوطه باشد، با زاویه عملکرد افزایش می‌یابد. این افزایش می‌تواند تا 15٪ از سرعت زاویه‌ای (در صورت زاویه کار 30 درجه) باشد. در انتخاب چهارشاخ گاردان، تأثیر این نوسانات بر گشتاور استاتیک، گشتاور اینرسی و عملکرد سیستم باید در نظر گرفته شود.

انواع چهارشاخ گاردان

دو نوع اصلی چهارشاخ گاردان وجود دارد. آن‌ها را بنام نوع A وB  می نامند. تنها تفاوت واقعی كه این دو نوع دارند در نوع خار نگهدارنده بلبرینگ های آنان است. در سایر موارد شبیه هم هستند و دستورالعمل یكسانی برای تعویض آن‌ها وجود دارد .

 نوع A چهارشاخ گاردان

دارای یك خارC  شكل است. در داخل شیار طوقه نگهدارنده بلبرینگ ها قرار می‌گیرد. می توان آن را با استفاده از سمبه با نوك تیز بیرون آورد.

 نوع B چهارشاخ گاردان

دارای یك خار حلقوی است. در داخل شیار طوقه نگهدارنده بلبرینگ‌های چهارشاخ گاردان قرار دارد. با استفاده از یك خاركش كه با آن می‌توان این خارe مانند را ابتدا باز كرده و سپس بیرون آورد. اغلب اوقات لازم است كه برای بیرون آوردن این خار، درپوش آن را سوراخ كنید تا راحت‌تر بیرون آید .

عیب‌یابی چهارشاخ گاردان و میل گاردان

چهار شاخ گاردان یكی از مهم‌ترین اتصالات موجود در اتومبیل است. خرابی سیستم چهارشاخ گاردان مشکل اساسی در روند کاری اتومبیل ایجاد می‌کند. اما با انجام بازدیدهای دوره‌ای یا تعویض به موقع آن می‌توان از پیش آمدن این مشكل جلوگیری كنند.

چک کردن وضعیت چهارشاخ گاردان

برای اینكه وضعیت و میزان خلاصی چهارشاخ های ماشین را چك كنید. ماشین را با جك بالا ببرید. زیر محور عقب ماشین را با بلوك‌هایی محكم بالا نگه دارید. ماشین را در حالت خلاص قرار دهید. ترمز دستی را بكشید در این حالت میل گاردان را با دست به چپ و راست بچرخانید. اتصال آن را از نظر داشتن خلاصی و بازی بیش از اندازه مورد بررسی قرار دهید. اگر خلاصی آن بیش از اندازه بود نسبت به تعویض آن اقدام كنید. همینطور دقت كنید نشانه‌هایی از زنگ‌زدگی وجود نداشته باشد. چون این امر به مفهوم آن است كه چهارشاخ گاردان فاقد گریس و خشك كار كرده است. در این صورت صدمه دیده و باید به سرعت عوض شود.

کوتاه بودن میل گاردان

ایجاد صدا در زیر میل گاردان یا تقه زدن، مخصوصاً زمانی که گاز را کم می‌کنیم. همچنین زمانی که به طور ناگهانی روی پدال گاز فشار می‌دهیم. دلیل بر این است که از ناحیه چهار شاخه لقی به وجود آمده است. برای کمتر شدن این ایراد و برای اینکه از نیروی گریز از مرکز میل گاردان در موقع گردش، جلوگیری شود. سعی شده است که در حد امکان میل گاردان را کوتاه‌تر بسازند. همچنین می‌توان در وسائل نقلیه بزرگ، ۲ یا ۳ قفل به صورت مفصل با عبور از وسط بلبرینگ قرار داد.

مزیت دیگر کوتاه بودن میل گاردان این است که از نیروی موتور کاسته نمی‌شود. عیناً به دیفرانسیل منتقل شده و اتومبیل دارای قدرت بیشتری می‌شود. به همین علت در بعضی از اتومبیل‌ها (اکثر اتومبیل های جیپ) دیفرانسیل را جلو قرار می‌دهند. در بعضی وسایل نقلیه یک دیفرانسیل جلو و یکی در عقب می‌گذارند که در این صورت این گونه وسایل نقلیه را جفت دیفرانسیل می‌گویند. البته در اتومبیل‌های امروزی، میل گاردان حذف شده است.