نویسنده: دوست و همکار عزیزم علیرضا نظر آهاری

مقدمه:
لیفتراک نیز همانند سایر وسایل چرخ دار برای حرکت احتیاج به یک سیستم انتقال قدرت و یک مولد توان دارد.
اصولاً لیفتراک ها از نظر تولید توان به دو دسته تقسیم می شوند: لیفتراک با موتور احتراقی و لیفتراک برقی با منبع ذخیره کننده (باتری) ،درلیفتراک های سوختی برای انتقال قدرت تولید شده توسط مولد، از گیربکس یا هیدرو پمپ جهت انتقال نیروی تولیدی به چرخ ها استفاده میکنند. لیفتراک با مجموعه ترانسمیشن به دو دسته گیربکس اتوماتیک و گیربکس دستی تقسیم میشوند. در لیفتراک های برقی منبع تولید توان باتری بوده و انتقال نیروی از طریق الکتروموتور و مجموعه فاینال درایو به چرخها انجام می گیرد. در ادامه به معرفی هریک از این سیستم ها می پردازیم.

• گیربکس ( اتوماتیک و دستی )
• هیدرواستاتیکی (هیدرولیکی)
• برقی (الکتریکی)

لیفتراک با سیستم انتقال قدرت اتوماتیک:

این نوع لیفتراک ها از پیشرانه احتراقی سوختی استفاده میکنند که به فراخور نیاز محیطی که در آن باید بهره برداری شود نوع پیشرانه متفاوت خواهد بود. و به طور کلی از چهار نوع موتور احتراقی بهره می برند: موتور دیزلی ، موتور بنزینی ، موتور پایه گاز سوز ، موتور دوگانه سوز (هم بنزین هم گاز) .گیربکس آنها از نوع کانتر شفت (از نوع پاورشیفت)می باشد. در این نوع لیفتراک از تناژ بار برداری ۵۰۰۰ کیلوگرم دارای یک سرعت ( فقط جهت جلو وعقب ) هستند و از ۷۰۰۰ کیلوگرم ظرفیت حمل بار گیربکس آنها دارای دنده جهت جلو به همراهدو (یا سه ) سرعت و جهت عقب باز هم دارای دو (یا سه سرعت) هستند.

اجزاء تشکیل دهنده آن عبارتند از:
مبدل گشتاور ( Torque converter)
اویل پمپ ( Oil pump)
شیرکنترل ( Control valve)
مجموعه گیربکس ( Transmission)
خنک کننده روغن گیربکس ( Oil cooler)
روغن مخصوص ( Oil)
کنترل کننده ها Controllers))
چهار شاخ گاردان (( Universal joint yoke

این گیربکس ها همانطور که بیان شد از نوع کانتر شافت ( (counter shaftهستند . به این شکل که یک شافت اصلی که مجموعه کلاچ و صفحات روی آن نصب است به عنوان شافت اصلی و وردی تلقی میشود و یک شافت به موازات آن در کنار شافت اصلی ( به عنوان شافت خروجی) به دیفرانسیل یا گاردان متصل است. البته در برخی از مدلهای لیفتراک هایستر گیربکس اتوماتیک از نوع پلانری یا سیاره خورشیدی همانند گیربکس های بلدوزر یا خودرو های سواری استفاده شده است. در برخی از لیفتراک های سری تولید قدیم ( زیر ۲۰۰۲ ) گیربکس با مجموعه دیفرانسیل به شکل یک تیکه می باشد و در مدل های جدید گیربکس از مجموعه دیفرانسیل جدا بوده و توسط گاردان انتقال نیرو را به دیفرانسیل انجام میدهد.
نکته: برخی از مدلهای تولیدی از لیفتراک سوختی، همچنان گیربکس یک تیکه با دیفرانسیل برای حرکت استفاده میکنند.

نگاهی اجمالی بر نحوه عملکرد این نوع گیربکس:

موتور با به چرخ درآوردن مجموعه کلاچ هیدرولیکی یا همان تورک کانورتور ( توربین ) باعث به گردش درآمدن اویل پمپ گیربکس توسط توربین میشود. در اینجا یا مکش روغن،پمپ گیربکس ( که از نوع دنده داخلی یا دنده خارحی هستند ) تولید دبی کرده و جریان روغن از طریق مجرای خط فشار به مجموعه شیر کنترل وارد میشود، جریان روغن در شیر کنترل نصب شده روی گیربکس توسط سوپاپ های فشارشکن و اورفیس اینچینگ کلاچ دارای فشار شده ( که در گیربکس های اتوماتیک بنا به طراحی آنها این فشار بین ۸ تا ۲۲ بار متغیر است) وارد توربین و بخشی در ورودی های به کلاچ بک های جهت و سرعت در شیرکنترل بلوک میشوند و همانند تمام سیستم های هیدرولیک اضافات آن از طریق چک ولو ها و سوپاپ های کنترل فشار و جریان به داخل پوسته هدایت میشوند.اپراتور با تحریک شیرها از طریق برق یا اهرم، راه های ورود روغن به پشت کلاچ ها را باز می کندو باعث درگیر شدن صفحات داخلی گیربکس می شود، که عمل یکپارچه سازی در شافت وروردی گیربکس موجب انتقال نیروی دورانی موتور از طریق توربین به دیفرانسیل میشود.
مزایای این نوع لیفتراک ها عبارتند از:
سرعت بیشتر لیفتراک به نسبت لیفتراک با گیربکس دستی (در شتاب گیری)
داشتن حرکت نرم و تقریبا یکنواخت در حرکت رو به جلو و عقب
قدرت مانور سریع اپراتور در تعویض جهت حرکت و دنده سرعت
حرکت آهسته و نرم برای جابجایی بارهای حساس(مانند: مایعات،مواد شکستنی،مواد مذاب و…)
داشتن فضای پای بیشتر برای اپراتور در هر دو سمت لیفتراک ( به دلیل قرار گرفتن اهرم تعویض دنده در کنار فرمان)

استفاده از ترمز هنگام توقف و امکان در گیر بودن موتور با گیربکس بدونه خاموش شدن موتور ( خاصیت تمام گیربکس های اتوماتیک )
این نوع گیربکس ها نیز همانند تمام سیستم های مکانیکی معایبی نیز دارند که عبارتند از:
نگهداری بالا و پرهزینه به نسبت گیربکس دستی
هزینه تعمیرات بالا
طول عمر کوتاه تر به نسبت گیربکس دستی
انتقال گشتاور کمتر موتور به چرخها
دمای کاری بالای روغن گیربکس
عدم توانایی حرکت در شیب های تند با بار

گیربکس های دستی در لیفتراک

این نوع گیربکس ها همانند سایر گیربکس های دستی وسایل چرخدار دارای اجزاء زیر می باشند:
مجموعه کلاچ ( دیسک و صفحه )
جعبه دنده
اهرم های تعویض دنده
گاردان
این نوع گیربکس نیز همانند گیربکس های اتوماتیک به شکل یکپارچه و یا با اتصال گاردان به دیفرانسیل متصل هستند.
و دارای دو اهرم تعویض دنده می باشند. اهرم اول که در سمت راست دستگاه کنار پای اپراتور است برای تعیین جهت حرکت می باشد و اهرم دوم که کنار اهرم اول به سمت خارج لیفتراک قرار دارد به عنوان اهرم تعویض یا انتخاب سرعت یک و دو محسوب میشود.

توضیح مختصری بر عملکرد این نوع گیربکس:

مجموعه کلاچ ( دیسک و صفحه ) که به فرایویل متصل است با دروران موتور شافت اصلی گیربکس که داخل صفحه کلاچ قرار دارد شروع به چرخش میکند، اپراتور با گرفتن کلاچ این چرخش را موقتا قطع و اهرم مربوط به جهت را در وضعیت انتخابی قرار میدهد ، همین طور اهرم سرعت را در وضعیت دنده یک ،با رهاسازی پدال کلاچ شافت وردی دنده جهت شروع به چرخش کرده و نیرو از طریق مجموعه دیسک و صفحه به شافت ورودی و سپس به شافت جهت و در آخر از طریق گاردان یا مستقیم به مجموعه دیفرانسیل منتقل میشود.
مزایای گیربکس های دستی لیفتراک:
انتقال گشتاور بالا از موتور به گیربکس و چرخها
قابلیت حرکت در شیب های تند تا ۳۵ درصد
فشار کمتر به موتور ( به جهت تبدیل ضریب بالای دنده ها)
نگهداری آسان و کم هزینه
تعمیرات آسانتر و کم هزینه
طول عمر بالا
سرویس های دوره ایی بلند مدت
معایب این گیربکس ها نیز به شرح زیر است:
حرکت اولیه با پرش ( به دلیل رها کردن پدال کلاچ و به اصطلاح نیم کلاچ کردن)
افزایش زمان بارگیری به دلیل نوع تعویض دنده ها
صدای بیشتر به نسبت گیربکس اتوماتیک
عدم کنترل کافی در حرکت دوباره روی سطح شیب دار ( به دلیل خاصیت نیم کلاچ برای حرکت)
اشغال فضای کنار پای اپراتور به علت وجود اهرم های تعویض دنده و جهت در سمت راست لیفتراک

لیفتراک با سیستم انتقال قدرت هیدرو استاتیک

در سیستم های انتقال قدرت هیدرواستاتیکی آنچه که اهمیت دارد برای انجام کار فشار روغن و دبی تولیدی پمپ است. اکثر ماشین آلات راهسازی شنی دار (زنجیری ) و برخی ماشین های معدنی نیز از سیستم هیدرولیک یا همان هیدرواستاتیک برای حرکت بهره می برند. شرکت لیفتراک سازی لینده آلمان برای سیستم حرکت لیفتراک های سوختی تولیدی اش از سیستم هیدرواستاتیک از نوع مداربسته استفاده کرد که طراحی آن نیز بر عهده طراحان آن کارخانه قرار دارد. این سیستم در مدت ۳۰ سال ارتقاء یافته و توانسته یکی از پیشرفته ترین سیستم های انتقال قدرت را در لیفتراک به نسبت سایر رقبا داشته باشد. ناگفته نماند که لیفتراکهای سوختی لینده تا تناژ ۸۰۰۰ کیلوگرم از این سیستم بهره میبرند و از این ظرفیت به بالا سیستم گیربکس از نوع اتوماتیک برای حرکت لیفتراک های خود استفاده میکند. شرکت کاترپیلار نیز برای رقابت و جا نماندن از این نوع سیستم اقدام به طراحی و ساخت سری BH نمود.منتهی به دلیل اینکه نوع سیستم هیدرواستاتیک لینده بنام این شرکت ثبت امتیاز شده بنابراین سایر تولید کنندگان می بایستی نوعی غیر از سیستم لینده را در اختیار بگیرند.(که این امر طراحی را دشوار میکنند) در سالهای اخیر شرکت های کوماتسو و تویوتای ژاپن نیز با طراحی و ساخت نوعی سیستم هیدرواستاتیک توانستند مقداری از سهیمه بازار جهانی برای خرید لیفتراک با سیستم حرکت هیدرو استاتیک کسب کنند.

شماتیک سیستم حرکت هیدرواستاتیک لیفتراک کوماتسو

شماتیک سیستم حرکت هیدرواستاتیک لیفتراک لینده

اجزاء تشکیل دهنده این سیستم عبارتند از:

هیدروپمپ پیستونی از نوع زاویه متغیر

اتصالات لوله و شلنگ

تانک هیدرولیک

هیدروموتور حرکت و فاینال دررایو حرکت

کنترل کننده سیستم

خنک کننده سیستم

پمپ دنده ای سروو ( پمپ راه انداز )

فیلترها ی خط مکش و فشار

نگاهی اجمالی به عملکرد سیستم:

در این سیستم هیدروپمپ پیستونی توسط کوپلینگ به موتور متصل است، و یک پمپ سروو(دنده داخلی یا خارجی) ، نیز نیروی خود را از موتور توسط شافت خروجی در انتهای هیدروپمپ یا به صورت مجزا از موتور می گیرد.(در لیفتراک لینده از طریق انتهای شافت خروجی هیدروپمپ و در لیفتراک های تویوتا و کوماتسو از طریق موتور به شکل مجزا پمپشارژ سیستم، نیرو دریافت میکند). با روشن شدن موتور تمام پیستونهای هیدروپمپ به همراه بلوک (روتور) شروع به چرخش میکنند، اما به دلیل اینکه زاویه سواچ پلیت تقریبا صفر هست بنابراین روغنی در پمپ تولید نمیشود. پمپ راه انداز با ارسال روغن به کنترل زیر پای اپراتور و همچنین تامین روغن مورد نیاز هیدروپمپ،سیستم را(شارژ و) آماده کار نگه داشته و مانع از خشککار کردن اجزاء هیدروپمپ میگردد، و روغنی را با فشار معین آماده در پایلوت حرکت ، جهت تحریک پیستون (های) هیدروپمپ لیفتراک تامین میکند. هنگامی که اپراتور یکی از پدالهای جهت ( عقب و جلو ) را تحریک میکند؛ مسیر روغن به مقداری که اسپول پایلوت کنترل، تحریک ( جابجا ) شده برای ارسال به سیلندر پیستون (های) زاویه دهنده سواچ پلیت پمپ، جهت تغییر موقعیت پیستون های هیدرو پمپ برای تولید دبی ارسال میکند.حال با زاویه گرفتن سواچ پلیت، هیدروپمپ تولید دبی می کند . روغن به سمت هیدرو موتور(ها) ارسال میشود، مقاومت نیروی اینرسی دستگاه باعث بالارفتن فشار در خط ارسالی روغن میشود و سوپاپ های فشار شکن این فشار را تا ۳۵۰ بار کنترل می کنند. در این حالت فشار هیدرو پمپ به ۱۵۰ بار که می رسد با چرخش هیدروموتور(ها) لیفتراک شروع به حرکت میکند.خط انحرافی سروو با سیستم گاز اتوماتیک موتور متصل است و باعث بالا رفتن دور موتور متناسب با زاویه گیری سواچ پلیت می شود. هرچه اپراتور پدال را بفشارد مسیر روغن زاویه دهنده بیشتر باز شده و هیدروپمپ با زاویه بیشتر نرخ روغن ارسالی به هیدروموتور(ها) را بیشتر میکند و در نتیجه سرعت لیفتراک افزایش می یابد.با رها سازی پدال مسیر روغن راه انداز بسته می شود و فنرهای برگردان سواچ پلیت زاویه آن را به نزدیک صفر می رسانند ، که این کار باعث قطع روغن ارسالی به هیدرو موتورها می شود. با قطع روغن خط اتصال بین هیدروپمپ و هیدروموتور(ها) دارای فشارثابت می شوند و با بلوک شدن روغن در این خط جریان قفل هیدرولیکی ایجاد شده باعث توقف لیفتراک میشود.

مزایای این سیستم :

دریافت توان از سیستم (خصوصا موتور) تا ۹۵%
امکان حرکت اولیه با خطای جابجایی ۲ سانتی متر
سرعت گرفتن لیفتراک در یک خط سیر آرام و افزایشی به شکل یک نواخت (همانند گیربکس های CVTدر خودرو)
قدرت ترمز گیری بالا (به دلیل ایجاد قفل هیدرولیکی و دارابودن ترمز هیدرولیکی اتوماتیک)
حذف هزینه های تعمیرات سیستم ترمز ، دیفرانسیل ، گیربکس
سرویس و نگهداری بلند مدت
امکان توقف در شیب و حرکت دوباره بدونه عقب رفتگی
اتوماتیک عمل کردن کلیه سیستم های بالابری ، حرکت و ترمز متناسب با میزان باری(Load) که لیفت میشود
افزایش دورموتور متناسب با میزان نیروی مورد نیاز سیستم که باعث کاهش ۴۰% مصرف سوخت می گردد
صدای کم هنگام حرکت

معایب این سیستم :

هزینه بالای تعمیرات
هزینه بالای هردوره سرویس
تخصصی بودن سیستم هزینه دستمزد تعمیرات را بالا می برد
به دلیل نوع سیستم حرکت ، اپراتور باید آموزش خاص ببیند

برای آشنایی با سیستم انتقال قدرت در لیفتراک های برقی با صفحه لیفتراک ماهنامه در شماره های آتی همراه باشید.