บทท 2 ตอนท 2.1

คลตช (Clutch)

หวเรอง 1. โครงสรางสวนประกอบของคลตช 2. หนาทและประเภทของคลตชรถยนต สระส าคญการเรยนร คลตช (Clutch) เปนอปกรณทตดตงอยระหวางเครองยนตกบกระปกเกยร ท าหนาทในการตดตอการถายทอดแรงบดทสงจากเครองยนตไปยงกระปกเกยร ใหเปนไปตามสภาวะของการท างาน เพอใหคลตชท างานไดอยางมประสทธภาพ จ าเปนตองรกษาระยะฟรตวของกานดนคลตชใหถกตองอยเสมอ วธการปรบตงระยะฟรตวของคนเหยยบคลตชแตละแบบจะมลกษณะแตกตางกนออกไป จดประสงคการเรยนร 1. บอกโครงสรางสวนประกอบของคลตชไดถกตอง 2. บอกหนาทและประเภทของคลตชไดถกตอง 3. อธบายการท างานของชนสวนคลตชไดถกตอง 4. อธบายการตรวจสอบและปรบแตงระบบควบคมคลตชไดถกตอง

2.1. โครงสรางสวนประกอบของคลตช คลตชในรถยนตประกอบดวยสวนประกอบทส าคญดงนคอ 2.1.1. ฝาครอบคลตช (Clutch Cover) เปนชนสวนทหมแผนคลตช แผนกดคลตช และชนสวนอนๆ ของคลตช ซงจะถกออกแบบใหยดตดดวยโบลตเขากบลอชวยแรง ฝาครอบคลตชท าจากโลหะประเภทเหลกหลอหรอเหลกกลาขนรป ทฝาครอบคลตชจะประกอบดวยแขนกดคลตช และจานกดคลตช ซงจะมลกษณะทแตกตางกนขนอยกบการออกแบบสปรงทใชดนจานกดคลตช

รปท 2.1 แสดงชดฝาครอบคลตชแบบหว

2.1.2 ลอชวยแรง (Fly wheel) เปนตวสงก าลงงานของเครองยนตทตดตงสวนประกอบของคลตชเพอใชในการตดและก าลงใหกบเกยรโดยขอบของลอชวยแรงจะท าเปนเฟองเพอใชในการสตารทเครองยนต

รปท 2.2 แสดงลกษณะลอชวยแรง

2.1.3 แผนคลตช (Clutch Disc) มลกษณะเปนจานกลม ท าดวยเหลกกลาเปนแผนบาง ๆ ยดตดกบเพลาทเขาสหองเกยรดวยรองเฟอง แผนคลตชมผาคลตชยดตดอยและอาศยความฝดบนผาคลตชในการถายทอดก าลง แผนคลตชอยระหวางลอชวยแรงกบแผนคลตช เมอเขาคลตชแผนกดคลตชจะกดแผนคลตชใหแนบสนทกบลอชวยแรง และจะถายทอดก าลงจากลอชวยแรงไปยงหอง

ชดกดคลตช

หวคลตช

ลอชวยแรง

(Fly wheel)

มอเตอรสตารท (ไดสตารท)

(Starter motor)

สไปลนเพลาคลตช

เพลาหมนไปพรอมกบการหมนของจานคลตช

แบรงหนาชดเกยร

สวนทสมผสกบหวคลตช

เกยรได แตเมอเหยยบแปนคลตชเพอปลดแผนคลตช แผนกดคลตชจะขยบตวออกหางจากแผนคลตชก าลงจากเครองยนตทสงเขาหองเกยรจะถกตดขาด (ดรปในหวขอ Clutch)

รปท 2.3 แสดงลกษณะแผนคลตช

2.1.4 ผาคลตช ( Clutch lining) เปนวสดทยดอยบนแผนคลตชท ามาจากสารสงเคราะหประเภทแอสเบสทอผสมกบใยโลหะ ผาคลตชนจะยดตดกบแผนคลตช ทงสองดานดวยหมดย าผาคลตชจะตองมความแขงแรงทนตอแรงกระตกกระแทกจากการถายก าลง และทนตอความรอนสง 2.1.5 ลกปนกดคลตช ( Release Bearing) ท าหนาทกดหวคลตชใหเคลอนทไปในแนวทศทางเดยวกบลอชวยแรงเพอดงแผนกดคลตชใหเคลอนทถอยออกมาลกปนคลตชนจะตดอยกบตวกามปคลตช สวนตวรองรบจะเปนแผนวงแหวนหนาตดอยกบตวคลตชหรอหวคลตช ซงมขนาดเทาๆ กนกบตวลกปนคลตชและจะหมนไปดวยกนกบหวแผนคลตชลกปนคลตชจะท าเปนชดส าเรจอดจาระบซลปดอยางดเพอปองกนการช ารดไมใหเสยหายไดงายจงไมจ าเปนตองมการหลอลน

รปท 2.4 แสดงลกษณะลกปนกดคลตช รปท 2.5 แสดงเพลาคลตช

2.1.6 เพลาคลตช (Clutch Shaft) ท าจากเหลกกลาซงมความแขงแรง ทนตอการสกหรอสงเพลาคลตชท าหนาทเปนตวถายทอดก าลงทไดจากแผนคลตชไปยงกระปกเกยร บนเพลาคลตชมลกษณะเปนรองทแผนคลตชสวมไดพอด

ผาคลตช สปรงของแผนคลตช

รองสไปลน

2.1.7 ชดกดแผนคลตช (Pressure Plate) จะท าหนาทยดและตดตงชดอปกรณตางๆ ของคลตช โดยจะยดกดแผนคลตชใหแนบสนทกบลอชวยแรงโดยมสปรงกดอยทดานหลงของแผนกดคลตช หนาสมผสของแผนกดคลตชจะตองเรยบสม าเสมอกน ถาแผนกดมแรงกดไมสม าเสมอกจะท าใหแรงกดทแผนคลตชเอยงและเกดการเสยดส เกดความรอน และเกดการสกหรอ และท าใหคลตชลนได แผนกดคลตชทใชอยกบรถยนตทว ๆ ไปมอย 2 แบบ คอ 2.1.7.1 แผนกดคลตชแบบขดลวดสปรง (Coil Spring Clutch) จะมอย 3 ขา ทเรยกวานวคลตช ขาคลตช หรอ “ตนผ” แตละขาอยในรปสเหลยมของฝาครอบคลตช และยดอยกบสลกเกลยวปรบของขาคลตช แผนกดคลตชแบบนถกอดแนนกบลอชวยแรงไดดวยแรงกดของขดลวดสปรงจ านวนตงแต 6 – 12 ตว ทตดตงโดยรอบในแนวตงฉากกบแผนกดคลตช เมอแผนคลตชถกแผนกดคลตชอดแนนกบลอชวยแรง แผนคลตชจงหมนไปพรอมกบเพลาขอเหวยง และท าใหเพลาคลตชซงสวมอยกบแผนคลตชหมนตามไปดวย เมอกดคลตช ขาคลตชถกกดลงเปนการตดการสงก าลง ลกปนคลตชเลอนเขาหาปลายดานใน ปลายดานนอกของ 3 ขา กระดกยกแผนกดคลตชใหออกจากแผนคลตช ท าใหแผนคลตชเปนอสระ เปนการตดการสงก าลงจากเครองยนต

รปท 2.6 แสดงลกษณะแผนกดคลตชแบบขดลวดปรง

2.1.7.2 แผนกดคลตชแบบไดอะแฟรม (Diaphram Spring Clutch) หรอแบบหว แผนกดคลตชแบบนใชแผนไดอะแฟรมสปรงทท าจากโลหะประเภทเหลกกลาทผานกรรมวธการผลต โดยการอดขนรป และชบแขงดวยความรอน กดแผนกดคลตชใหอดแนนกบลอชวยแรง และเมอ

ปลายหวคลตชถกกดแผนไดอะแฟรมถกดนเขาดานใน ตานกบแหวนทท าหนาทเปนจดหมน ขอบดานนอกของขอบไดอะแฟรมจะดงใหแผนกดคลตชแยกออกจากแผนคลตช แผนคลตชจะหมนไดอยางอสระ ขอดของคลตชแบบแผนไดอะแฟรม คอ

แรงกดทเกดขนไดเทา ๆ กนทกจด มความสมดลดกวาแบบขดลวดสปรง เนองจากเปนวงกลมแผนเดยว ออกแรงกดนอยกวาแบบขดลวดสปรง แรงกดเปลยนแปลงเลกนอยเมอแผนคลตชสก แรงกดไมเปลยนแปลงขณะความเรวสง เมอเทยบกบแบบขดลวดสปรงทมแรงเหวยง

หนศนยกลาง

รปท 2.7 แสดงลกษณะแผนกดคลตชแบบสปรงไดอะแฟรม

2.1.8 ปมคลตชตวบน คอ ปมคลตชทควบคมการท างานของคลตชเปนคลตชน ามนหรอคลตชไฮดรอลก มกจะใชกบรถทมคลตชมาก หรอใชกบรถยนตทมก าลงสง ซงตองใชสปรงกดดนแผนคลตชแขงมากขน เพอจะใหแรงดนแผนกดคลตชตดกบแผนคลตชแนนและมแรงพอ เพราะถาแรงดนสปรงไมเพยงพอ แผนคลตชจะเกดการลนไถลบนผวหนาแผนกดคลตชและลอ

ชวยแรง ท าใหแผนคลตช แผนกดคลตช และลอชวยแรงสกหรอเรวขน ชดปมคลตชตวบนจะยดและตดตงอยกบโครงรถดานหนาของคนเหยยบคลตช และตอทอน ามนเขาระหวางปมตวลาง สวนประกอบของปมคลตชแบงออกไดดงน 1) ตวแมปมคลตช (Clutch Master Cylinder) ท าดวยเหลกหรอโลหะผสมหรออะลมเนยมภายในเจาะรเจยระไนรปทรงกระบอกมทางน ามนเขาออกได 2) ชดลกสบ (Piston) ประกอบดวยลกยางปม เพอดนใหน ามนมแรงดนเมอเวลาเหยยบคนบงคบของคลตชแรงดนนจะมทอน ามนตอไปทปมคลตชตวลางทตอกบกลไกไปบงคบใหคลตชท างาน 3) ลนบงคบน ามนเปนลนปองกนไมใหน ามนไหลกลบ เมอเหยยบคนบงคบ ลกยางในแมปมจะเลอนไปปดชองทางน ามน ท าใหน ามนชวงหนาของปมคลตชมแรงดนเพอเอาก าลงไปใชงาน 4) กระปกน ามนจะชดเชยน ามนในระบบคลตชเมอมการสญเสยจาการใชงานจากการรวซม 5) ยางกนฝน เปนลกยางสวมอยทกานดนลกสบในชดแมปม ท าหนาทปองกนฝนละอองเขาไปปะปนอยกบน ามนเวลาใชงาน

รปท 2.8 สวนประกอบของแมปมคลตชตวบน

2.1.9 ปมคลตชตวลาง จะตดตงอยกบชดคลตช มหนาทรบแรงดนน าจากปมตวบนเมอเหยยบคนคลตช แรงดนน ามนจะถกสงไปตามทอน ามนทตอรวมกน โดยการเปลยนแรงดนน ามนใหเปนก าลงกลไกไปควบคมบงคบใหคลตชท างาน การท างานในลกษณะนคอการตดและตอวงจรการท างานของคลตชได ปมคลตชตวลางจะมชนสวนการท างานเหมอนปมคลตชตวบนโดยชกระบอกสบปมตวลางจะตดตงอยทเสอของฝาครอบคลตชตอกบกามปคลตชโดยยดดวยสกร

(A) เมอเหยยบแปนคลตช (B) เมอปลอยแปนคลตช

กระปกน ามน กระปกน ามน

สปรงทรงกรวย สปรงทรงกรวย กานตอ กานตอ

ลกสบ

วาลทางเขา วาลทางเขา ไปยงลกปมคลตช

ตวรองสปรง ตวรองสปรง

รปท 2.9 สวนประกอบของปมคลตชตวลาง

2.2 หนาทของคลตชและประเภทของคลตช ระบบสงก าลงของรถยนตจะเปนตวท าหนาทรบก าลงงานจากเครองยนต และเปนตวตอก าลงงานใหกบเกยร เพลากลาง และลอของรถยนต อาจสรปหนาทของคลตชไดดงน 1. การตดตอก าลงงาน คลตชจะท าหนาทตดหรอตอก าลงงานระหวางเครองยนตกบเกยรตไดสะดวกในขณะทเครองยนตท างานอย ผขบรถจะสามารถเขาเกยรไดดวยการเหยยบคลตชเขาเกยรแลวจงปลอยคลตชเพอสงก าลงงานใหรถเคลอนทไปไดอยางสะดวกโดยไมเสยก าลงงานจากเครองยนตมากเกนไป และในการเคลอนทของรถจะมการเปลยนอตราความเรว ซงการเปลยนอตราความเรวแตละครงจะตองใชคลตชท าหนาทตดและตอการสงก าลงของรถยนตไดอยางเหมาะสมกบสภาพของงานทผขบรถจะเลอกใช

รปท 2.10 แสดงการตดและการท างานของคลตช

สปรงดนกลบ ปลกไลลม

กระบอกสบปม

ถวย ลกสบ กานสง

จากแมปมคลตช

กานสง ลกสบ

ถวย จากแมปมคลตช

ปลกไลลม

สปรงทรงกรวย กระบอกสบปม

คนเหยยบ

ลอชวยแรง จานคลตช

แผนกดจาน

สปรงกดแผนกดจาน

คนเหยยบ

ลอชวยแรง จานคลตช

แผนกดจาน นวคลตช

ปลอกกดนวคลตช เพลาคลตช

สปรงดงกลบ

ฝาครอบ

2. ปองกนไมใหเกดเสยงดงขณะเขาเกยร ลกษณะการท างานของคลตชตามปกตแผนคลตชจะหมนไปพรอมกบลอชวยแรงและแผนกดคลตช เพลาคลตชซงท าเปนรองสวมอยกบแผนคลตชกจะหมนไปดวย ท าใหก าลงของเครองยนตผานคลตชไปยงเกยรได การตดก าลงของคลตชในขณะทผขบรถเหยยบคนคลตช ปลายดานหนงของกามปคลตชจะไปดนใหลกปนคลตชกดปลายของนวคลตชหรอตนผใหถอยออกมา เมอแผนคลตชถอยออกแผนคลตชกจะลอยตวออกเปนอสระ แผนคลตชลอยตวออกท าใหเพลาคลตชไมไดรบก าลงงานจากเครองยนต การตอและตดการสงก าลงระหวางเครองยนตกบเกยรรถยนตโดยมคลตชเปนตวเชอมนน จะท าใหการสงก าลงงานผานไปไดอยางสะดวกและนมนวล จงท าใหงายตอการควบคม และงายตอการใชงานไมมเสยงดงขณะเขาเกยร ท าใหระบบสงก าลงของรถยนตมประสทธภาพไมวาเปลยนอตราความเรวของรถยนตในต าแหนงใด 3. ปองกนการช ารดเสยหายของฟนเฟอง ชดการท างานของคลตชจะมแผนคลตชเปนตวท างานทส าคญ ลกษณะของแผนคลตชจะมตวแผนคลตชท าดวยเหลกกลา ทแผนคลตชนจะมผาคลตชซงท ามาจากสารสงเคราะหแอสเบสทอผสมกบเสนใยโลหะ ท าใหมความฝด นมนวลในการจบกบหนาแปลนของลอชวยแรงกบแผนกดคลตช และลดแรงกระชากของก าลงงานจงท าใหฟนเฟองของเกยรเลอนเขาออกไดคลองตวตลอดการใชงาน จงท าใหการเขาเกยรไดสะดวก ไมวาจะเปลยนแปลงอตราความเรวของเกยรในเวลาความเรวของเครองยนตกบความเรวของรถยนตจะเปลยนไปกตาม 4. สะดวกในการเปลยนเกยร คลตชท าหนาทตดและตอก าลงขบระหวางเครองยนตกบเกยรรถยนต การตดเครองยนตแตละครง จะตองกระท าในขณะทเครองยนตไมมภาระ (Load) นอกจากนเพอความสะดวกในการเปลยนเกยรแตละครง จะตองตดก าลงขบของเครองยนตกอน

คนเหยยบคลตช

ลอชวยแรง

แผนคลตช

สปรงกดคลตช

ฝาครอบคลตช เพลาคลตช

ลกปนกดคลตช

แผนกดคลตช

ขายกแผนคลตช (ตนผ)

กามปคลตช

รปท 2.11 แสดงแรงกระท าเมอเหยยบคลตช

ประเภทของคลตช คลตชทใชโดยทวไปแบงออกได 2 ประเภท คอ คลตชแบบแผนความฝด และคลตชอตโนมต 1. คลตชแบบแผนความฝด (Friction Clutches) เปนคลตชทท างานไดโดยอาศยคาสมประสทธความฝดของผาคลตชยดตดอยทผวหนาทงสองดาน ทใชกบรถอย 2 แบบ คอ 1.1 คลตชแบบแหง (Dry Clutches) ประกอบดวยแผนคลตช ลกษณะเปนแผนจานโลหะกลม และมแผนความฝดทท าจากสารกนความรอนและแรงเสยดทานสงยดตดอยกบผวของแผนคลตชทงสองดานดมของแผนคลตชจะถกท าใหเปนรองไวสวมกบเพลารบก าลงจากเครองยนตทมลกษณะเชนเดยวกน เพอใหแผนคลตชนนสามารถเลอนไปมาบนเพลาได เมอคลตชท างานแผนคลตชจะถกบบใหอดอยกบลอชวยแรงดวยแรงกดของแผนกดคลตชใหหมนไปกบเพลารบก าลงของกระปกเกยรดวยความเรวทเทากบเครองยนต

รปท 2.12 แสดงสวนประกอบของคลตชแบบแหง

1.2 คลตชเปยก (Clutches Running Oil) คลตชเปยกเปนคลตชทน ามาใชกบรถจกรยานยนต ชดคลตชจะแชอยกบน ามนตลอดเวลา สามารถเพมจ านวนของแผนคลตชไดมากท าใหขนาดของชดคลตชมขนาดเสนผานศนยกลางทเลกลงมแรงจบยดในตวเองสง และมแนวโนมทจะท าใหแผนคลตชนนยดตดกน

แผนคลตชประกอบดวยแผนขบและแผนตาม แผนขบจะท าดวยแผนเหลกกลาทมความฝดทงสองดานท าดวยไมกอก ดานในท าเปนรองฟนเฟองในและขบอยกบรองดมคลตช เมอเครองยนตหมน ตวเรอนคลตชจะถกขบใหหมนตามดวยการสงถายแรงบดจากเพลาขอเหวยงผานเกยรหรอโซ ซงกจะท าใหหมนอยตลอดเวลา สวนแผนตามผวทงสองดานจะไมมไมกอก จะถกตดตงสลบกนกบแผนขบ

รปท 2.13 แสดงสวนประกอบของคลตชเปยก

การท างานเมอแผนคลตชจากออก น ามนทชดคลตชแชอยจะไหลเขาแทนท และน ามนจะถกแรงบบรดออกเมอคลตชจบ ท าใหการขบเคลอนมความนมนวลขน 2. คลตชอตโนมต (Automatic Clutches) เปนคลตชทท างานไดโดยอาศยความเรวรอบเครองยนตเปนหลก เมอความเรวรอบของเครองยนตในขณะเดนเบาคลตชจะถกเลอนจากออกและเมอความเรวรอบของเครองยนตเพมสงขน แรงกดของคลตชทมากระท ากนแผนคลตชกจะเพมขนเชนกน คลตชอตโนมตมใชกนอย 2 แบบ คอ 2.1 คลตชแบบไฮโดรไดนามกคปปลง (Hydrodynamic Coupling) ประกอบดวยสวนทส าคญ คอ ตวปมหรออมเพลเลอร ท าหนาทเปนตวขบจะตอเพลาของเครองยนต ตวตามหรอเทอรไบนรนเนอร จะหมนเคลอนทสมพนธกบอมเพลเลอร มเพลาหมนขบสงก าลงไปยงกระปกเกยร

ภายในอมเพลเลอรและเทอรไบนรนเนอรจะบรรจน ามนไฮดรอลกอยเตมทงสองสวนเมออมเพลเลอรหมนเคลอนทไปตามการหมนของเครองยนต น ามนทบรรจอยภายในเคลอนทตามไปดวย เมอความเรวของเครองยนตสงขน จะเกดแรงเหวยงไหลผานใบพดของอมเพลเลอรผลกดนใหเทอรไบนรนเนอรเคลอนทตามสงถายก าลงไปยงกระปกเกยร เทอรไบนรนเนอรจะท าใหน ามนไฮดรอลกไหลหกเหเขาออกสศนยกลางของดมคลตช น ามนจะถกเหวยงใหกลบสอมเพลเลอรอกครงท าใหครบวงจรการไหลของน ามนไฮดรอลกทความเรวต า

รปท 2.14 แสดงสวนประกอบการท างานคลตชแบบไฮโดรไดนามคคปปลง

2.2 คลตชแบบแรงเหวยง ( Centrifugal Clutches) เปนคลตชทท างานโดยอาศยแรงเหวยงของลกตมเหลกเลอนเขากดแผนคลตช เมอความเรวของเครองยนตทรอบสงกวาเดนเบาประมาณ 750 รอบตอนาท แรงกดทแผนคลตชจะมมากขนเมอเครองยนตมความเรวรอบสงขนลกตมเหลกจะเลอนกลบดวยแรงสปรงเมอความเรวของเครองยนตลดลง กานดนกามปจะดนคลตชใหจากออกโดยไมตองเหยยบคลตช ท าใหต าแหนงของเกยรเปลยนไป

รปท 2.15 แสดงสวนประกอบของคลตชแบบแรงเหวยง