หนวยท 5 เรอง ขอตอและเพลากลาง

(Propeller shaft and Universal Joint)

หนวยท 5 ขอตอและเพลากลาง

(Propeller shaft and Universal Joint)

เพลากลางจะใชกบรถยนตทมระบบขบเคลอนลอหลง ขบเคลอน 4 ลอ เพลากลางจะ สงก าลง

จากเครองยนตและกระปกเกยรไปยงเฟองทายและเพลาทาย เพอขบลอใหเคลอนท ในหนวยนจะอธบายถงสวนประกอบ หลกการท างาน เพลากลาง (Propeller shaft) ขอตอออน (Universal Joint) และขอตอเลอน (Sleeve Joint) ดงนนนกเรยนจะตองศกษาใหเขาใจถงหลกการของขอตอและเพลากลาง เพอจะไดน าความรไปปฏบตงานไดอยางมประสทธภาพ

ภาพท 5.1 แสดงสวนประกอบของเพลากลางรถยนต

เพลากลาง

นอตยด

ลกยาง

โครงเหลกยดตกตา

แหวนรอง

ลกปนลดการกระแทก

โบลต

โครงเหลกยดตกตา

โบลต

แหวนรอง

ภาพท 5.2 แสดงสวนประกอบของเพลากลางรถยนต

5.1 สวนประกอบของเพลากลาง 5.1.1 เพลากลาง (Propeller Shaft) โดยทว ๆ ไปเพลากลางจะท ามาจากทอเหลกกลาคารบอนกลม ภายในจะกลวง ทปลายแตละดานจะเชอมเหลกทมลกษณะเหมอนกามปหรอรปตวซไว ซงกามปมไวส าหรบตอเพลาสองทอนหรอมากกวาเขาดวยกนเพลากลางตองมน าหนกเบามความแขงแรงสง และสมดลย ถาเพลากลางไมสมดลย ในขณะหมนหรอเคลอนทดวยความเรวสงจะท าใหเกดการแกวงและสนสะเทอน สงผลใหลกปนของกระปกเกยรและเฟองทายเสยหายกอนก าหนด ดงรปท 5.1 และ รปท 5.2

5.1.2 ขอตอออน (Universal Joint) ขอตอออนเปนสวนประกอบของเพลากลาง ท าหนาทการเปลยนแปลงความเรวเชงมมของ

เพลากลางในขณะทเพลากลางถายทอดก าลงงานจากกระปกเกยรไปยงเฟองทาย เนองจากในขณะทลอรถยนตเคลอนทขน-ลง เพลากลางจะตองปรบเปลยนมมตามสภาพของพน

ผวถนน

กากบาท

หนาแปลนกามป

ขอตอเลอน

แหวนลอก

เพลากลาง

ถวยลกปน

ขอตอ (Universal Joint)

ขอตอเปนสวนประกอบหนงของเพลากลาง เพราะวาเครองยนตกบกระปกเกยรไมไดอยในระดบ

เดยวกนกบเฟองทาย ดงนนการสงก าลงจากกระปกเกยรไปยงเฟองทาย จงจ าเปนตองใช ขอตอ โดย

สวนใหญมกจะเรยกขอตอวาขอตอออน

ขอตอออนแบบธรรมดาจะประกอบดวยชนสวนทส าคญ 2 สวนคอ กามป 2 ตว (Two – Yoke)

กากบาท (Cross) หรอสไปเดอร (Spider)

ภาพท 5.3 แสดงลกษณะสวนประกอบของขอตอออนแบบธรรมดา

ชนดของขอตอออนโดยทวไปสามารถแบงออกได 2 ชนดคอ

1. ขอตอออนแบบกากบาทหรอแบบถวยลกปนแขง

ขอตอออนแบบนนยมใชกนมากซงจะประกอบดวยกามป 2 ตว ยดตดอยกบเพลากลาง

1 ตว และเพลาก าลงของกระปกเกยร 1 ตว ซงจะมกากบาท เปนตวท ท าหนาท ในการสงก าลง โดยมลกปน

เขม ท าหนาท เปนตวชวยลดแรงเสยดทานและชวยใหลกปนทงชดท างานไดราบเรยบ ซงหลอลนดวยจาระบ

ทปลายของกากบาทจะท าเปนเดอยสวมพอดกบลกปนเขม ฝาครอบลกปนจะถกลอกดวยแหวนลอกใหตด

กบกามป

ลกปน

เพลา

กามป

กากบาท

ลกปน

เพลา

ภาพท 5.4 แสดงลกษณะสวนประกอบของขอตอออนแบบกากบาทและลกปน

2. ขอตอออนแบบใชกบความเรวคงท ขอตอออนแบบใชกบความเรวคงท เปนขอตอออนแบบทใชลกปนกลมกลงอยภายใน

รองโคงของเสอ ซงจะท าหนาทสมผสกบการสงก าลงดวยการขดตวอยระหวางรองโคงของเสอหรอปลอก

ขอตอกบรองโคงของแกนขอตอ โดยจะสามารถเคลอนทไปมาไดตามรองของสวนโคงซงลกปนเปนตว

บงคบใหลกปนเคลอนทอยางสมดลกบทศทางทขอตอหมนไปในลกษณะเปนแนวตรงหรอเปนแนวเอยง

เมอมมของการสงก าลงมการเปลยนแปลง ซงเปนขอตอออนอกแบบหนงทมการสงก าลงทหนาแปลนของ

ตวขอตอกบเพลากลางซงจะท ามมเอยงไดอยางสม าเสมอ

เพลากลาง

กระปกเกยร

ขอตอออน

ขอตอเลอน

กากบาท

ฝาครอบลกปน ซล

ลกปน กากบาท

ภาพท 5.5 แสดงสวนประกอบของขอตอออนแบบใชกบความเรวคงทแบบเบอรฟล

ภาพท 5.6 แสดงสวนประกอบของขอตอออนแบบใชกบความเรวคงทแบบแบบไทปอต

5.1.3 ขอตอเลอน ขอตอเลอน (Sleeve yoke) ท าหนาท เปนตวท าใหเพลากลางสนลงหรอยาวขนตามสภาวะการเปลยนแปลงของเพลากลาง ซงเพลากลางทงสองจะหมนไปดวยกน และยอมใหเพลาทงสองตวเลอนไปมาตามยาวซงกนและกนได

ขอตอเลอน (Sleeve yoke) เปนวธการหนงของการปรบระยะความยาวหรอสนของเพลากลาง ในขณะทระดบการเคลอนทของเพลากลางเปลยนแปลงสมพนธกบเฟองทายตามสภาพของพนถนนและโหลดของรถยนต ขอตอเลอนถกออกแบบใหเพลาของขอตอเลอนเซาะเปนรองทปลายเพลา เพอจดประสงคในการรบแบบบดขณะทเพลาเคลอนทเขาออก

ปลอกนอก เสอลกปน ปลอกใน

ลกปน เพลาขบ

ปลอกยาง

เสอ

ขอตอสามแฉก

ภาพท 5.7 แสดงสวนประกอบของขอตอเลอน

5.1.4 ตกตาเพลากลางหรอลกปนรองรบเพลากลาง ใชส าหรบรองรบสวนกลางของเพลากลาง (Intermediate Shaft) เพอปองกนเพลากลางสน ลกปนรองรบเพลากลางประกอบดวยบชยาง ตลบลกปน และโครงเหลกยดตกตาเพลากลาง

ภาพท 5.8 แสดงภาพลกษณะตกตาเพลากลาง 5.2 หนาทของเพลากลาง

เพลากลางรถยนต ท าหนาทถายทอดก าลงจากกระปกเกยรไปยงเฟองทาย ส าหรบเครองยนตอยหนาขบเคลอนลอหลง โดยมขอตอเลอนและขอตอออนจะถกน ามาใชในบรเวณทเพลาตอกนเพอใหถายทอดก าลงไดอยางราบรน แมวามมของเพลากลางจะเปลยนแปลงไป อนเนองมาจากการเคลอนตว ในแนวตงของ เฟองทาย ดงรปท 5.2

เพลาขอตอเลอน

ปลายเพลา

ตกตาเพลากลาง

ภาพท 5.9 แสดงลกษณะการเคลอนทของเพลากลาง

ในขณะทรถยนตเคลอนทไปตามสภาพพนผวถนน ลอหลงของรถยนตจะเตนขนลง เปนเหตให

ระยะทางระหวางกระปกเกยรกบเฟองทายเปลยนแปลงไป ดงนนการออกแบบเพลากลางจงตองพจารณาถง

ขอเทจจรงอย 4 ประการคอ

1. ท าใหมการสงก าลงไปยงชดเฟองทายไดอยางสม าเสมอ

2. มการปรบระยะความยาวของเพลากลางไดเอง

3. ท าใหมการผนแปรมมของเพลากลางในขณะทลอรถยนตเตนขนลงเปนไปอยางถกตอง

4. มการตดตงขอตอออน เพอปรบการเปลยนแปลงมมของเพลากลาง

ดงนนเพอแกปญหาทเกดขนดงกลาว เพลากลางจะประกอบดวยขอตอออน (Universal Joint) 1 ตวหรอ 2 ตว เพอยอมใหมมของเพลากลางเปลยนแปลงได และประกอบ ขอตอเลอน (Slip Joint) เพอแกปญหาความยาวหรอระยะหางทเปลยนไป 5.3 แบบของขอตอและเพลากลาง

เพลากลางจะประกอบดวยทอนเหลกกลาชบแขง ภายในกลมกลวง มน าหนกเบา ทนแรงบดและการโกงตวไดด ปลายทงสองขางจะมขอตอออน ขอตอเลอน ซงเปนสวนประกอบทส าคญสวนประกอบของเพลากลางทงหมดนจะตองมความสมดลเพอปองกนการสนและเกด เสยงดง

5.3.1 เพลากลางแบบทอนเดยว เพลากลางทออกแบบใหเปนทอนเดยวน จะมดานหนงยดตดอยกบเพลาสงก าลงของเกยร

และดานหนงจะถกยดตดกบเพลาเฟองเดอยหมซงจะใชในการสงก าลงชวงสนๆ เทานน

ขอตอออน ยอมใหมมเพลากลางเปลยน เพลากลาง ขอแตกตาง สวนโคง

ขอตอเลอน ยอมใหระยะทางเปลยนระหวางเกยรกบเพลาทาย

เกยร

เพลาทาย

รศมความโคงของเพลากลาง

รศมความโคง ของเพลาทาย

ภาพท 5.10 แสดงเพลากลางแบบทอนเดยวใชขอตอออน 2 ตว

5.3.2 เพลากลางแบบ 2 ทอน

เพลากลางทถกออกแบบเปน 2 ทอน คอ

ทอนแรกจะท าหนาทรบก าลงจากเพลาสงก าลงของเกยรโดยการสวมเขากบ

รองสไปลน

ทอนทสองจะท าหนาทรบก าลงจากเพลากลางตวแรก และสงก าลงไปยงชด

เฟองทายเพอไปขบเคลอนทลอหลงตอไป

สวนตรงกลางของเพลาทน ามาตอกนนน จะมชดลกปนหรอบางครงอาจจะ

ใชยางรบไวโดยจะยดตดกบโครงรถ เพอปองกนการเตนและการสะบดของเพลากลางในขณะหมน

การตอเพลากลางแบบนจะท าใหเพลากลางมความแขงแรง ตานทานตอการโกงตว ในขณะหมนดวย

ความเรวสงได ท าใหไมเกดเสยงดง และลดการสนสะเทอน

ภาพท 5.11 แสดงเลากลางแบบ 2 ทอน ใชขอตอออน 3 ตว

ตกตาเพลากลาง หนาแปลน ขอตอเลอน

ฉนวนยางกนสะเทอน

เพลากลาง

เพลากลาง ขอตอออน ขอตอออน

ขอตอออน

ขอตอเลอน ขอตอออน

หนาแปลน ขอตอเลอน

เพลากลาง

4. สาเหตขอขดของและการแกไขขอตอและเพลากลาง สาเหตขอขดของและการแกไขของเพลากลาง มดงตอไปน

ตารางท 1.4 สาเหตขอขดของและการแกไขขอตอและเพลากลาง ปญหาขอขดของ สาเหต การแกไข

1. เพลากลางมเสยงดง ขณะหมน

2. เพลากลางสน

1. นอตและโบลตยดหนาแปลน ขอตอออนหลวม 2. ขอตอออนขาดการหลอลน 3. ขอตอออนสกหรอ 4. ตกตาเพลากลางสกหรอ 5. ขอตอเลอนสกหรอ 6. นอตและโบลตยดตกตาเพลา กลางหลวม 1. นอตและโบลตยดหนาแปลน ขอตอออนหลวม 2. เพลากลางคด 3. เพลากลางไมสมดล 4. ขอตอเลอนขาดการหลอลน 5. ปลอกลกปนขอตอออนแบบกากบาทหลวมกวากามปขอตอออน 6. ขอตอออนแนนเกนไป 7. ตกตาเพลากลางสกหรอ 8. ขอตอเลอนสกหรอ 9. เพลากลางท ามมระหวางกระปก เกยรกบเฟองทายมากเกนไป 10. ประกอบกามปขอตอเพลากลาง กบขอตอกามปเฟองทายไมตรงกน 11. แหนบหรอสปรงออน

1. ขนนอตและโบลตยด หนาแปลนขอตอออนใหแนน 2. หลอลนดวยจารบ 3. เปลยนขอตอออน 4. เปลยนตกตาเพลากลาง 5. เปลยนขอตอเลอน 6. ขนนอตและโบลตยดตกตา เพลากลางใหแนน 1. ขนนอตและโบลตยดหนา 2. เปลยนเพลากลาง 3. ปรบเพลากลางใหสมดล 4. หลอลนดวยจารบ 5. เปลยนขอตอออน แปลนใหแนน 6. เคาะปลายกามปขอตอ 7. เปลยนตกตาเพลากลาง 8. เปลยนขอตอเลอน 9. ปรบลดมมของเพลากลาง

10. ประกอบกามปใหม 11. เปลยนแหนบหรอสปรง

5. การบ ารงรกษาขอตอและเพลากลาง กากบาทของเพลากลางในบางแบบจะมหวอดจารบ เพออดจารบแทนจารบเดมทมคณภาพลดลง

เพอยดอายการท างานของขอตอ สวนประกอบของเพลากลางแบบทอนเดยว 2 ขอตอ และแบบสองทอน 3 ขอตอ มสวนประกอบทส าคญ เชน ขอตอเลอน ขอตอออนแบบกากบาท หรอแบบถวยลกปนเขม ตกตาเพลากลาง ทอเพลากลาง เปนตน สวนประกอบของเพลากลางจ าเปนตองบ ารงรกษาตามระยะเวลา หรอระยะทางทบรษทผผลตก าหนด ดงน

ภาพท 5.12 แสดงการหลอลนขอตอออนแบบกากบาท ดวยจารบ

1. หลอลนขอตอออนแบบกากบาท ดวยจารบ ยกเวนบางรน ทางบรษทผผลตออกแบบ

หากช ารดตองเปลยนขอตอออน

2. หลอลนตกตาเพลากลาง หรอลกปนรองรบเพลากลาง ดวยจารบ ยกเวนบางรนบรษท

ผผลตออกแบบตกตาเพลากลาง ถาหากช ารดฉกขาด ตองเปลยนตกตาเพลากลาง

หวอดจารบ

แบบฝกหด หนวยท 5 เรอง ขอตอและเพลากลาง

1. จงเขยนชอสวนประกอบของเพลากลาง (4 คะแนน)

หมายเลขท 1………………………………………… หมายเลขท 2………………………………………… หมายเลขท 3………………………………………… หมายเลขท 4………………………………………… หมายเลขท 5………………………………………… หมายเลขท 6………………………………………… หมายเลขท 7…………………………………………

1

3

4

5

6

7

2. สวนประกอบของขอตอออนแบบใชกบความเรวคงทแบบเบอรฟลและแบบไทปอต (4 คะแนน)

หมายเลขท 1………………………………………… หมายเลขท 2………………………………………… หมายเลขท 3………………………………………… หมายเลขท 4………………………………………… หมายเลขท 5………………………………………… หมายเลขท 6………………………………………… หมายเลขท 7…………………………………………

หมายเลขท 8…………………………………………

7

6

8

1

5

3

4

2

3. จงบอกหนาทสวนประกอบดงน (10 คะแนน) เพลากลางรถยนต ท าหนาทถายทอดก าลงจาก…………………..ไปยง…………...……… ส าหรบ

เครองยนต………………………….โดยม………………และ………………จะถกน ามาใชในบรเวณทเพลาตอกนเพอให………………………….….ไดอยางราบรน แมวามมของเพลากลางจะ…………………… อนเนองมาจากการสงก าลงทหนาแปลนของตว……………………………ซงจะ……………………ไดอยางสม าเสมอ

4. ขอตอออน โดยทวไปสามารถแบงออกได…………ชนดคอ (26 คะแนน)

1. ขอตอออนแบบกากบาทหรอแบบถวยลกปนแขง

ขอตอออนแบบน……………ซงจะประกอบดวยกามป 2 ตว ยดตดอยกบ……………...

1 ตว และ………….ของกระปกเกยร 1 ตว ซงจะม………….. เปนตวท ท าหนาท ใน…………….. โดย

ม………………….. ท าหนาท เปนตว………………………….และ…………..………..ทงชด

ท างาน………………...…. ซง………………………. ทปลายของกากบาทจะท าเปนเดอยสวมพอด

กบ…………….. ฝาครอบลกปนจะถกลอกดวย…………………….ตดกบ…………………

2. ขอตอออนแบบใชกบความเรวคงท ขอตอออนแบบ………………......เปนขอตอออนแบบทใช…………………….อย

ภายใน……………………..…ของเสอ ซงจะท าหนาท………………………...….ดวยการขดตวอย

ระหวาง………………………...….….หรอ…………………….……….กบรองโคงของแกนขอตอ โดย

จะ………………………….…………ไดตามรองของสวนโคงซงลกปนเปนตวบงคบใหลกปนเคลอนท

อยาง………………………….ทขอตอหมนไปในลกษณะ………………………………เมอมม

ของ………………..มการเปลยนแปลง ซงเปนขอตอออนอกแบบหนงทมการ………..........ของตวขอตอกบ

เพลากลางซงจะ………………………….ไดอยางสม าเสมอ

5. จงท าเครองหมายถก () หนาขอความทถกตอง และท าเครองหมายผด () หนาขอความ ทไมถกตอง (10 คะแนน)

……... 1. เพลากลางรถยนต ท าหนาทถายทอดก าลงจากกระปกเกยรไปยงเฟองทาย ……... 2. ขอตอออนเปนอปกรณส าหรบปรบการเปลยนแปลงเชงมมของขอตอเลอน ……... 3. เพลากลางจะประกอบดวยทอนเหลกกลาชบแขง ภายในกลมตนและทนแรงบด ……... 4. เพลากลางทออกแบบใหเปนทอนเดยวน จะมดานหนงยดตดอยกบเพลาสงก าลง

ของเกยรและดานหนงจะถกยดตดกบเพลาเฟองเดอยหม …….. 5. ขอตอออนแบบกากบาทเปนตวทท าหนาท ในการสงก าลงโดยมลกปนเขมท าหนาท

เปนตวชวยลดแรงเสยดทาน ……... 6. ขอตอออนแบบความเรวคงทท าหนาทสงถายแรงบดไดสม าเสมอกวาขอตอแบบ

อน ……... ……... ……... ……...

7. ขอตอเลอนท าหนาทลดการสนสะเทอนของเพลากลางขณะลอหลงรถยนตเคลอนท ขนลง 8. ตกตาเพลากลาง หรอลกปนรองรบเพลากลาง ท าหนาทปองกนเพลากลางสน 9. เพลากลางทอนเดยว 2 ขอตอ ท าหนาทสงถายก าลงระหวางกระปกเกยรและเฟอง ทาย 10. ทอนแรกของเพลากลางแบบ 2 ทอน 3 ขอตอ มหนาทสงก าลงจากเพลาสงก าลง ของกระปกเกยร

6. จงบอกสาเหตและการแกไขเกยวกบขอตอเพลากลางลงในตารางตอไปน (10 คะแนน) ปญหาขอขดของ สาเหต การแกไข

1. เพลากลางมเสยงดงขณะหมน

……………………………………. ……………………………………. ……………………………………. ……………………………………. ……………………………………. ……………………………………. ……………………………………. …………………………………….

2. เพลากลางสน ……………………………………. ……………………………………. ……………………………………. ……………………………………. ……………………………………. ……………………………………. ……………………………………. ……………………………………. ……………………………………. …………………………………….

แบบประเมนผลหลงเรยน หนวยท 5 ขอตอเพลากลาง

ค าสง : จงท าเครองหมายกากบาท (x) ลงในค าตอบทถกทสดเพยงขอเดยว 1. ชนสวนใดของเพลากลางทยอมใหเปลยนแปลงมมในการหมนได ก. เฟองทาย ข. ขอตอออน ค. ขอตอเลอน ง. ลกปนรองรบตวกลาง 2. ชนสวนใดจ าเปนตองใชส าหรบรถยนตทมเพลากลางแบบ 2 ทอน ก. ขอตอเลอน ข. ลกปนรองรบตวกลาง ค. ขอตอออนแบบกากบาท ง. ขอตอออนแบบความเรวคงท 3. ขอใดไมใชหนาทของเพลากลาง ก. สงก าลงไปยงเฟองทายอยางสม าเสมอ ข. ปรบระยะความยาวของเพลากลางไดเอง ค. การสงก าลงโดยมลกปนเขมเพอชวยลดแรงเสยดทาน ง. ปรบการเปลยนแปลงเชงมมของเพลากลางขณะทลอเตนขนลง 4. ขอใดคอหนาทของขอตอออน ก. สงก าลงไปยงเฟองทายอยางสม าเสมอ ข. ปรบระยะความยาวของเพลากลางไดเอง ค. การสงก าลงโดยมลกปนเขมเพอชวยลดแรงเสยดทาน ง. ปรบการเปลยนแปลงเชงมมของเพลากลางขณะทลอเตนขนลง 5. เพลากลางแบงออกไดเปนกแบบ ก. 1 แบบ ข. 2 แบบ ค. 3 แบบ ง. 4 แบบ

6. เพลากลางแบบ 2 ทอนใชขอตอออนกตว ก. 1 ตว ข. 2 ตว ค. 3 ตว ง. 4 ตว 7. สาเหตใดทท าใหเพลากลางมเสยงดงในขณะหมน ก. ขอตอออนขาดการหลอลน ข. ขอตอออนแนนเกนไป ค. เพลากลางไมสมดลย ง. เพลากลางคดงอ 8. ขอใดเปนการแกไขสาเหตขอขดของเมอเพลากลางสน ก. หลอลนดวยจาระบ ปรบเพลากลางใหสมดลย ข. ขนนอตและโบลตตกตาเพลากลางใหแนน ค. เปลยนตกตาเพลากลาง ง. ขอตอออนแนนเกนไป 9. ขอใดเปนขนตอนแรกในการถอด-ประกอขอตอเพลากลาง ก. ใชคอนเหลกหวกลมเคาะขอตอออก ข. ถอดลกปนกากบาทแลวถอดแหวนลอกลกปนกากบาท ค. ทาจาระบทกากบาทและประกอบเขากบขอตอเพลากลาง ง. ท าเครองหมายทหนาแปลนเฟองทายแลวถอดนอต-โบลตยดออก 10. ขอใดไมใชการบ ารงรกษาเพลากลาง ก. ใชน ามนเอนกประสงคท าความสะอาดขอตอออน ข. หลอลนดวยจารบทต าแหนงขอตอออนแบบกากบาท ค. ท าความสะอาดเพลากลางกรณขบรถยนตในพนทเปนโคลนตม ง. ควรท าเครองหมายทชนสวนของเพลากลางในการถอดเพลากลางเพอปองกนการ ประกอบชนสวนผดพลาด