استراتژی روانکاری برای جعبه‌دنده اصلی

جعبه‌دنده اصلی، مسئول مدیریت اکثر وظایف افزایش گشتاور و کاهش سرعت، دارای معماری نسبتاً پیچیده‌ای با تعداد زیادی چرخ‌دنده‌های درگیر به‌صورت همزمان است. به دلیل بارهای حرارتی و مکانیکی تولیدشده در چنین سیستم‌هایی، از روش روانکاری با گردش روغن اجباری استفاده می‌شود. در این روش، روغن تحت فشار به‌طور فعال پمپ شده و از طریق کانال‌های خاص به چرخ‌دنده‌ها، یاتاقان‌ها، همگام‌سازها و شفت‌های چرخان هدایت می‌شود. این امر توزیع یکنواخت روانکار در تمام سطوح بحرانی را تضمین کرده و با انتقال گرما از مناطق تماس، خنک‌سازی را بهبود می‌بخشد.

این روش معمولاً در سیستم‌های انتقال قدرت با وظیفه متوسط تا سنگین استفاده می‌شود، جایی که تولید گرما قابل‌توجه بوده و کنترل دقیق توزیع روغن، پایداری عملیاتی را بهبود می‌بخشد. همچنین این روش عملکرد بهتری را در شرایط رانندگی استارت-استاپ و دورهای بالای موتور فراهم می‌کند، زیرا ضخامت فیلم روغن را ثابت نگه داشته و از تماس خشک در حین تغییرات جلوگیری می‌کند. با این حال، این سیستم به دلیل وجود پمپ‌ها، کانال‌ها، فیلترها و مهر و موم‌ها پیچیدگی بیشتری دارد و ممکن است نیاز به توجه بیشتری به نگهداری و کیفیت روغن در طول زمان داشته باشد.

استراتژی روانکاری برای جعبه انتقال

در مقابل، جعبه انتقال، اگرچه به‌طور منظم فعال است، با حالت‌های درگیری کمتر چرخ‌دنده و چیدمان داخلی خلوت‌تر عمل می‌کند. به همین دلیل، از روش روانکاری پاششی یا حمام روغن استفاده می‌کند، جایی که اجزا به‌طور جزئی در روانکار غوطه‌ور بوده و حرکت ناشی از چرخش باعث پاشیده شدن روغن به قطعات اطراف می‌شود. این تکنیک ساده‌تر، غیرفعال‌تر و به‌طور گسترده در جعبه‌های انتقال، دیفرانسیل‌ها و سیستم‌های انتقال سبک با تولید گرمای محدود و تغییرات همگام‌سازی کمتر استفاده می‌شود.

روانکاری پاششی در سیستم‌هایی با جفت‌های اصطکاکی کمتر، چرخه‌های وظیفه متوسط و محفظه‌های کاملاً بسته مزیت دارد. این روش نیاز به اجزای کمکی مانند پمپ‌ها و حسگرهای فشار را از بین می‌برد. با این حال، عملکرد آن به سطح روغن، ویسکوزیته و هندسه اجزا حساس‌تر است. اگر سطح روغن خیلی پایین باشد یا هندسه چرخ‌دنده‌ها اجازه پاشش مناسب را ندهد، برخی مناطق تماس ممکن است به‌ویژه در عملیات طولانی‌مدت با سرعت پایین یا شیب‌های شدید، به‌طور ناکافی روانکاری شوند.

تحلیل مبتنی بر شبیه‌سازی و توصیه‌ها

این مطالعه استراتژی‌های روانکاری سفارشی‌شده برای بارهای مکانیکی و حرارتی گذرا در چرخه‌های وظیفه خارج جاده‌ای را توسعه و ارزیابی کرد و از تحلیل مبتنی بر شبیه‌سازی برای مدل‌سازی توزیع روغن، رفتار جریان و پاسخگویی سیستم در شرایط واقعی استفاده نمود. این مطالعه توزیع جریان روغن، ظرفیت دفع گرما و نقش ویژگی‌های طراحی مانند کانال‌های هدایت روغن، دمپرها و شکل‌دهی حفره‌ها را در بهبود روانکاری بررسی کرد. توصیه‌ها شامل استفاده از روغن‌های چرخ‌دنده چندمنظوره با ویسکوزیته بالا (مانند SAE 75W-90 و روغن‌های نوع MP)، اطمینان از نظارت مناسب بر سطح روغن و در نظر گرفتن رفتار روغن در محدوده‌های دمایی فصلی بود.

محفظه نهایی تحت مجموعه‌ای از آزمایش‌های مخرب و غیرمخرب، از جمله ارزیابی سختی و مقاومت مکانیکی، بررسی میکروساختاری و آزمایش رادیوگرافی (RT) برای تشخیص عیوب داخلی قرار گرفت. علاوه بر این، محفظه تحت آزمایش نشتی قرار گرفت تا یکپارچگی آب‌بندی آن تأیید شده و از نبود ترک‌های سطحی یا تخلخل داخلی اطمینان حاصل شود، که برای اجزای در معرض روانکارها یا فشار داخلی حیاتی است.

این ارزیابی‌ها تأیید کرد که جزء نهایی نه‌تنها با نمونه اصلی مطابقت داشت، بلکه در چندین معیار کلیدی عملکرد از آن پیشی گرفت. با انتخاب آلیاژهای باکیفیت و اجرای کنترل دقیق فرآیند، محصول نهایی به مقاومت مکانیکی، سختی و یکپارچگی سطحی عالی دست یافت. سطح یکنواخت و صیقلی محفظه، آن را برای مونتاژ بدون نقص جعبه‌دنده ایده‌آل کرده و اصطکاک داخلی را کاهش داد.

نتیجه‌گیری

با هم‌راستا کردن استراتژی‌های روانکاری با ویژگی‌های ساختاری و عملکردی منحصربه‌فرد هر جعبه‌دنده، این پروژه به توسعه سیستم‌های انتقال قدرت قوی‌تر و قابل نگهداری‌تر، مناسب برای محیط‌های سخت کمک کرد.