اجزاء سیستم تعلیق خودرو

پردیس فناوری کیش-طرح مشاور متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی مکانیک

این سیستم به طورکلی از چند قسمت مختلف شامل:

•  فنر
•  کمک فنر
•  سیبک
•  بوش
• طبق
•  میل تعادل (‌ میل موجگیر)
•  استرات 

فنر:

این قطعه، یکی از بخش های اصلی سیستم تعلیق خودرو محسوب می شود و بسته به نوع سیستم تعلیق، در شکل های گوناگونی اعم از فنر تخت، لول، و پیچشی ساخته می شود.

• فنر تخت: این نوع فنر در سیستم تعلیق ثابت، به شکل فلز تخت و محکم و قابل انعطاف ساخته می شود که سپس تعدادی از آن ها روی هم چیده می شوند و به عنوان یک مجموعه در سیستم به کار می رود. 
• فنر لول: این نوع فنر در واقع میل گرد پیچیده به دور محوری استوانه ای شکل است.
• فنر پیچشی: خاصیت ارتجاعی این نوع فنر در جهت عقربه های ساعت افزایش و خلاف آن کاهش می یابد.

کمک فنر:

کمک فنر یا جاذب ضربه نیز از دیگر بخش های مهم سیستم تعلیق است. وظیفه این قطعه، جذب ضربات ناشی از حرکت در مسیرهای ناهموار است

سیبک:

در سیستم تعلیق گاهی نیاز به اتصال قطعات به صورت محکم به یکدیگر و گاهی نیاز است تا در عین وجود اتصالات محکم، امکان حرکت و چرخش آن ها نیز وجود داشته باشد که در این هنگام از سیبک استفاده می شود. سیبک یک گوی فلزی دسته دار است که درون محفظه ای فولادی قرار دارد و دور آن با لاستیک پوشانده شده است و در داخل آن امکان گردش دارد.

سیبک بعنوان محور چرخشی ، چرخها را به نحوی به سیستم تعلیق متصل می نماید که قابلیت چرخش در زمان پیچاندن فرمان ، همزمان با بالا و پایین رفتن چرخها در دست اندازها ( حرکت سیستم تعلیق ) وجود داشته باشد ، دقیقا بمانند آنچه در محل اتصال پای انسان به لگن وجود دارد . سیبکها که قابلیت ساپورت مقداری از وزن خودرو را نیز دارا هستند ، معمولا از یکسو به طَبَق و از سوی دیگر به متعلقات چرخ متصل می شوند . سیبکها معمولا فقط در محور جلو ، و به سر هر طَبَق دیده می شوند ، البته سیبک هایی هم در اتصالات میل فرمان وجود دارد که کوچکتر از سیبکهای سیستم تعلیق هستند و غالبا توسط عوام با سیبک های سیستم تعلیق اشتباه گرفته می شوند.

بوش:

بوش نیز مانند سیبک برای اتصال قطعات مختلف سیستم تعلیق ایتفاده میشوند ولی قطعاتی که با بوش به هم وصل شوند فقط در یک جهت میتوانند حرکت کنن و نمی توانند مانند سیبک در هر جهت گردش کنند

بوشها قطعاتی هستند اکثرا از جنس لاستیک طبیعی که برای اتصال بین قطعات متحرک سیستم تعلیق به یکدیگر استفاده می شوند . هدف استفاده از بوشها حذف سر و صدا (Noise ) در حین حرکت ، حذف لرزشها و تحمل مقداری از ضربات وارده به جهت خاصیت الاستیکی می باشد . بوشهای لاستیکی مقاومت خوبی در برابر کشش داشته ، همچنین در دماهای پایین ، بسیار مقاوم می باشند. اما در مکانهایی که بدلیل سرعت حرکت ، دما بالاست ، زود سخت شده و دچار ترکیدگی و شکست می شوند ، در چنین مواردی بهتر است از بوشهای ساخته شده از اورتان ( Urethane ) که مقاومت بیشتری در برابر گرما دارند ، استفاده شود ، البته این نوع بوشها انعطاف پذیری نوع لاستیکی را دارا نبوده و نرمی خودرو و هندلینگ آن را تا حدی تحت تاثیر قرار می دهند.

بوشها در مواردی بعنوان محور (‌ Pivot ) عمل می نمایند ، بدین صورت که دو قسمت فلزی بوسیله یک بوش استوانه ای مانند شکل زیر به یکدیگر متصل شده و در نتیجه حرکتی مانند حرکات مفاصل بدن انسان حاصل می گردد و حرکت سیستم تعلیق با وجود اتصال به شاسی ، با منتقل نمودن کمترین ضربه امکان پذیر می گردد .

طبق:

طبق قطعه فولادی محکمی است که شاسی را به سیستم تعلیق متصل میکند و در طرفی که به شاسی متصل می شود بوشها و در طرف دیگر که به چرخ وصل میشود سیبکها وجود دارند.
قطعه ای است فلزی که در دو سر دارای بوشهای محوری  می باشد که از یک سمت به قطعات متحرک سیستم تعلیق و از سمت دیگر به شاسی خودرو متصل می گردد و نقش اتصال شاسی به قطعات سیستم تعلیق را بر عهده دارد .

میل تعادل:

میل تعادل یا به اصطلاح مکانیکها ، موج گیر ، در اکثر موارد برای بالا بردن تعادل خودرو و جلوگیری از چپ شدن آن ، در خودرو هایی که دارای سیستم تعلیق مستقل ( در بخش بعدی توضیح داده خواهد شد ) می باشند ، بکار می رود .
میله تعادل یک میله فولادی است که در دو سر دارای بوش بوده و غالبا بین دو چرخ یک محور قرار می گیرد و باصطلاح دو چرخ را به یکدیگر متصل می نماید ،‌ میل تعادل معمولا بوسیله دو اتصال محوری ( Pivot ) در دو طرف به شاسی نیز متصل می شود

 استرات:

زمانی که کمک فنر در درون فنر لول قرار گیرد به این ترکیب اصطلاحا Strut گفته می شود . البته این ترکیب قرارگیری کمک و کمک فنر همیشه Strut خوانده نمی شود ، بلکه تنها زمانی ، ترکیب کمک فنر قرار گرفته درون فنر را Strut می نامند که این دو علاوه بر انجام وظایف اصلی خود ،با حذف سیبک و طَبَق بالا ، نقش یک رابط را نیز مابین سیستم تعلیق و شاسی ایفا نمایند.این سیستم رکن اصلی سیستم های McPherson ( نوعی سیستم تعلیق است ) محسوب می شود و بیشتر هم در همین سیستم ، دیده می شود .

سیستم تعلیق خودرو 

سیستم تعلیق یا فنربندی قسمتی از خودرو است که باعث می‌شود نوسانات حاصل از حرکت خودرو برروی سطوح ناهموار به جِرم معلق که شامل اتاق، شاسی، متعلقات و سرنشینان وارد نشود. سیستم تعلیق از جِرم فنربندی‌شده، فنر، کمک‌فنر و جِرم فنربندی‌نشده تشکیل شده‌است.

سیستم تعلیق خودرو دو وظیفهٔ مهم را برعهده دارد :

• جذب نوسانات و ارتعاشات وارد به چرخ‌ها بر اثر ناهمواری‌های جاده 
• تماس مؤثر لاستیک چرخ‌ها با سطح جاده‌ است.

در سیستم تعلیق خودرو همیشه دو مقوله مورد بحث بوده:

• کیفیت سواری دادن 
• قابلیت هدایت و کنترل

که این دو مرتباً در تضاد با یکدیگرند. به عبارت دیگر، بهبود یکی باعث بروز اشکال در دیگری می‌شود.

سیستم تعلیق خودرو در حقیقت بخشی از شاسی آن است وبه نوعی با تمامی اجزای زیرین خودرو در ارتباط است. یک سیستم تعلیق خوب علاوه بر اینکه راحتی و آرامش را برای سرنشینان به همراه می آورد به پایداری خودرو در جاده هم کمک بسیاری می کندو در چسبندگی و تعادل آن نقش مهمی دارد. اگر خودرو هایی مانند پورشه باکستر.. در جاده هندلینگ وچسبندگی فوق العاده ای دارند یکی از دلایل آن داشتن سیستم تعلیق پیشرفته آنهاست.

سیستم تعلیق علاوه بر اینکه باید وزن خودرو را تحمل کند باید ضربه هایی را که در دست انداز ها به خودرو وارد می شود جذب کند و مانع از انتقال آن به بدنه خودرو شود و نوسان آن را میرا کند و باید طوری طراحی شود که در شرایط مختلف تماس لاستیک ها را با سطح جاده حفظ کند.

وظیفه سیستم تعلیق که یکی از مهمترین اجزای خودرو به شمار می رود، ایجاد ارتباط بین جاده و خودرو است. این سیستم در مواردی هم چون هدایت خودرو، شتاب گیری، و ترمز نقش ویژه ای ایفا می کند. لازم به یادآوری است، در صورت عدم وجود سیستم تعلیق، تمام قطعات خودرو به دلیل شدت ضربات وارده از جاده، به سرعت از بین می روند و عمر خودرو کوتاه می شود

سیستم تعلیق وظایف زیر را بر عهده دارد :

•  تحمل وزن خودرو
•  جذب ضربات وارده و تبدیل آن ها به ارتعاش
•  حفظ هندسه سیستم فرمان و موقعیت چرخ ها
• افزایش قابلیت فرمان پذیری خودرو
•  افزایش میزان پایداری خودرو
•  حفظ تماس چرخ ها با سطح جاده

بررسی اجزا و نحوه عملکرد سیستم ترمز خودرو

پردیس فناوری کیش-طرح مشاور متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی مکانیک

هر خودرو علاوه بر اینکه به سیستم هایی برای تولید نیروی محرکه برای حرکت احتیاج دارد ، به سیستم های دیگری نیز جهت کنترل حرکت خودرو نیازمند است . یکی از این سیستم ها ،سیستم ترمز نام دارد.

وظایف سیستم ترمز خودرو

اساس کار این سیستم بر مبنای اصطحکاک است . وظیفه این سیستم کم کردن سرعت و نهایتا توقف خودرو میباشد . البته در خودرو های پیشرفته و گران قیمت ، این سیستم وظیفه ی کنترل پایداری خودرو سر پیچ ها و جلوگیری از چرخش های حاصل از ترمز را نیز دارد . حتی به عنوان سیستم کمک کننده برای بهبود عملکرد موتور که در خودرو ها مسابقه ای کاربرد دارد .

انواع سیستم ترمز خودرو

سیستم ترمز انواع مختلفی دارد ؛ مانند : ترمزهای هیدرولیک ، بادی ، سیمی (کابلی) . . . در اتومبیلهای سواری ترمزهای اصلی چهار چرخ از نوع هیدرولیک هستند و ترمز دستی (اضطراری) از نوع سیمی است .

در ترمزهای هیدرولیک ، از یک مایع (روغن ترمز) استفاده می شود که غیر قابل تراکم است و این حالت تراکم ناپذیری خود را در هر شرایطی حفظ می کند.سیستم های ترمز خودرو را میتوان طور دیگری نیز دسته بندی کرد. ۱-ترمز های کاسه ای ۲- ترمز های دیسکی .

چون بیشترین فشار هنگام ترمزگیری روی چرخ های جلو است ، این چرخ ها مجهز به ترمز دیسکی هستند که نسبت به مدل کاسه ای عملکرد بهتری دارند و کمتر داغ میشوند .(هزینه نصب و نگهداری یترمز دیسکی از کاسه ای بیشتر است) . برای مثال خودروی پراید که ترمز های جلوی آن دیسکی و عقب آن کاسه ای است.

نحوه ی عملکرد سیستم ترمز خودرو

به طور خلاصه میتوان گفت : زمانی که راننده  به وسیله  پای خود روی پدال  ترمز  فشار میاورد ، این فشار وارد سیستم هیدرولیکی میشود  و باعث جلو رفتن پیستون پمپ اصلی ترمز شده و پیستون روغن ترمز موجود در سیلندر ترمز که جلوی پیستون قرار دارد را تحت فشار قرار داده و هم زمان با حرکت خود در داخل سیلندر انرا با فشار زیاد از  طریق لوله های فولادی رابط که در مقابل فشارهای جانبی بسیار مقاوم می باشد  به سمت سیلندر چرخها رانده و به  این  وسیله  باعث  جابجائی  پیستونهای داخل سیلندر چرخ میشود.

  کاسه ای

در سیستم ترمز کاسه ای  پیستونها  فشار خود را به  کفشکهای ترمز منتقل کرده و کفشکها  را  به کاسه  چرخ  می چسباند . واضح  است  که این عمل  باعث  به وجود  امدن اصطکاک  بین  کاسه  و کفشکها  شده و انها را از حرکت باز میدارد یا سرعت آنها را کم میکند .

ﺗﺮﻣﺰ ﮐﺎﺳﻪ ﺍﻱ ﻳﮏ ﮐﺎﺳﻪ ﺗﺮﻣﺰ ﻓﻠﺰﻱ ﺩﺍﺭﺩ ﮐﻪ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﺗﺮﻣﺰ ﻫﺮ ﭼﺮﺥ ﺭﺍ ﺩﺭ ﺑﺮ ﻣﻲ ﮔﻴﺮﺩ . ﺩﺭﻭﻥ ﺍﻳﻦ ﮐﺎﺳﻪ ﺗﺮﻣﺰ ﺩﻭ ﮐﻔﺸﮏ ﺧﻤﻴﺪﻩ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺧﺎﺭﺝ ﺣﺮﮐﺖ ﻣﻲ ﮐﻨﻨﺪ ﺗﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﭼﺮﺧﺶ ﮐﺎﺳﻪ ﺗﺮﻣﺰ ﺭﺍ ﮐﻪ ﻫﻤﺮﺍﻩ ﭼﺮﺥ ﻣﻲ ﭼﺮﺧﺪ ﮐﺎﻫﺶ ﺩﻫﻨﺪ ﻳﺎ ﺁﻥ ﺭﺍ ﻣﺘﻮﻗﻒ ﮐﻨﻨﺪ .

این عمل به اینصورت انجام میپذیرد که روغن ترمز پس از منقبض شدن سیلندر اصلی در اثر فشار پدال ، از طریق لوله های فلزی به کاسه چرخ ها میرسد و با فشار آوردن بر کفشک های ترمز، آنها را به کاسه میچسباند و عمل ترمز گیری انجام میشود .

 کفشک ها از جنس فلز هستند و روی آنها ، لنت ترمز چسبانده میشود و یا پرچ میشود ، لنت ترمز باید مقاومت خوبی در برابر گرمای حاصل از اصطحکاک تماس با کاسه داشته باشد به این منظور لنت ها را از جنس فایبرگلاس و یا مواد نیمه فلزی میسازند . در گذشته این لنت ها را از جنس آزبست میساختند اما این ماده برای محیط زیست بسیار زیان آور است .

ترمز های کاسه ای بر اساس نحوه قرارگیری کفشک ها ها درون کاسه به حداقل چهار نوع تقسیم میشوند :

•   Loading and training shoe brakes
•  Dou-servo shoe beakes
• Two leading shoe brakes
• Two training shoe brakes

دیسکی

در مورد سیستم ترمز دیسکی ، پیستون ها فشار خود را به لنت های ترمز وارد میکنند و لنت ها به دیسک ترمز میچسبند و عمل ترمزگیری انجام میشود .

ساختار و مکانیسم این نوع ترمز تا حدود زیادی با ترمزهای کاسه ای متفاوت است ، به جای کاسه از یک دیسک چرخان استفاده شده است و به جای کفشک های خمیده از یک جفت کفشک صاف که به آن لنت ترمز میگویند استفاده شده است . این لنت ها در دو طرف دیسک قرار دارند و و از پشت به یک سیلندر و پیستون مجهز اند .

هنگامی که پدال ترمز فشرده میشود و روغن توسط نیروی هیدرولیکی از مجاری فلزی به سیلندر چرخ میرسد ، پیستون را به سمت بیرون فشرده میکند و لنت ها به دیسک میچسبند و باعث توقف یا کاهش سرعت چرخش آن میشوند .

کلاچ خودرو

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی مکانیک

کلاچ وسيله ايست براي انتقال حرکت چرخشي از يک شفت به شفت ديگر. کلاچ در واقع يک وسيله قطع کردن و يا وصل کردن است که در سيستم‌هاي انتقال نيرو بکار مي‌رود. اصولاً در سيستم‌هاي انتقال نيرو، توان و نيروي توليد شده در موتور براي استفاده به شکلي ديگر يا استفاده در جايي ديگر نياز به جابجايي و انتقال دارد.  براي آنکه بتوان بر روي اين انتقال نيرو کنترلي را اعمال کرد. ساده‌ترين راه استفاده از يک کلاچ است تا هر زمان که نياز به توقف انتقال نيرو باشد، اين عمل انجام پذيرد.

کلاچ يک اتصال اصطکاکي ميان موتور اتومبيل به عنوان منبع توليد توان و جعبه دنده اتومبيل برقرار مي‌کند. در حالي که کلاچ اتومبيل درگير است توان از موتور به جعبه دنده و از آنجا به چرخها انتقال مي‌يابد. ليکن گاهي لازم مي‌شود که دنده مورد استفاده در جعبه دنده ماشين بر حسب شرايط جاده و سرعت حرکت ماشين تغيير کند..

ويژگيهاي لحاظ شده در طراحي بهينه کلاچ:

جهت طراحي بهينه کلاچ بايد موارد گوناگوني را در نظر گرفت که در زير به آنها اشاره مي کنيم:

•  انتقال ماکزيمم گشتاور : طراحي کلاچ بايد بگونه اي باشد که بتواند 125 تا 150 درصد ماکزيمم گشتاور توليدي موتور را منتقل کند.
  
•  درگيري و خلاصي تدريجي : کلاچ و سيستمهاي عملگر آن بايد بگونه اي طراحي شوند که حين خلاصي و درگيري صفحات کمترين تکان را به خودرو منتقل کند.
  
•  پخش سريع حرارت توليد شده : حين درگيري کلاچ بعلت وجود لغزش در ابتداي امر، گرماي زيادي توليد مي شود که بايد به طرقي دفع شود.
  
•  بالانس ديناميکي : چون کلاچ عضو دوار متحرک است، بنابراين در سرعتهاي زياد جهت جلوگيري از بوجود آمدن نيروهاي جانبي بايد از لحاظ ديناميکي بالانس باشد.
  
•  استهلاک نوسانات : طراحي کلاچ بايد به گونه اي باشد که سبب از بين رفتن نوسانات انتقالي از موتور به سيستم انتقال قدرت و نوسانات انتقالي از چرخها به موتور شود.
  
• ابعاد کلاچ : از لحاظ ابعادي، کلاچ بايد کمترين فضاي ممکن را اشغال کند.
  
•  اينرسي : قطعات متحرک کلاچ بايد کمترين اينرسي ممکن را داشته باشند.
  
•  سادگي در تعويض و تعمير : تعويض قطعات و تعمير آنها بايد به سادگي صورت گيرد.
  
•  سهولت در عملکرد کلاچ نزد راننده : عمل کلاچ گيري و تعويض دنده نبايد براي راننده حالت خسته کننده و طاقت فرسايي داشته باشد.

  انواع کلاچ:

• بدون لغزش : اين نوع کلاچها دو حالت دارند؛ حالت خلاصي و حالتي که کلاچ کاملاً درگير است. بنابراين در اين حالت لغزش يا سايش در کلاچ به هيچ عنوان مشاهده نمي شود. 
  
• يکطرفه : اين کلاچها در گردش از يک طرف همانند کلاچ بدون لغزش عمل مي کند، اما اگر چرخش در جهت مخالف صورت گيرد دو صفحه کاملاً روي هم سر مي خورند و هيچگونه انتقال نيرويي صورت نمي گيرد؛ بنابراين در اين کلاچها گشتاور تنها از يک طرف منتقل مي شود

• اصطکاکي : اساس عملکرد اين کلاچها درگيري دو صفحه داراي ضريب اصطکاک نسبتاً بالاييست که اين درگيري سبب انتقال نيرو از يکي از صفحات به صفحه ديگر مي شود. انواع مورد استفاده اين نوع کلاچها شامل ديسکي، مخروطي، صفحه اي و تسمه اي مي باشد.
  
• هيدروليک : در اين نوع کلاچها نيرو از يکي از صفحات به سيال و سپس از سيال به صفحه متحرک مورد نظر منتقل مي شود.
  
  از ميان انوا کلاچهاي فوق تنه دو نوع آخر در خودروهاي امروزي مورد استفاده قرار مي گيرد .

کلاچ اصطکاکي:

اين نوع کلاچها به پنج نوع عمده زير تقسيم مي شوند :

•   کلاچ مخروطي
•  کلاچ تک صفحه اي
• کلاچ چند صفحه ای
• کلاچ نيمه گريز از مرکز
• کلاچ گريز از مرکز

  کلاچ مخروطي (Con Clutch) :

در اين کلاچها همانگونه که از اسم آن پيداست سطوح اصطکاکي به شکل مخروطي هستند. هنگامي که کلاچ در گير مي شود، گشتاور از طريق فلايويل که سطح داخلي آن به شکل مخروطي است به سطح مخروطي ديگري که درون فلايويل جاي مي گيرد منتقل مي شود. براي خلاص کردن کلاچ نيز سطح مخروط خارجي کمي از درون فلايويل بيرون کشيده مي شود تا تماس دو سطح قطع شود.

مزايا : براي فشار يکسان وارده بر پدال، نيروي اعمالي برروي سطوح اصطکاکي در اين حالت بزرگتر از نيروي محوري اعمال شده نسبت به کلاچ صفحه اي است.

معايب : اگر زاويه مخروط کوچکتر از حدود 20 درجه انتخاب شود، ممکن است حالت خود قفلي پيش بيايد و جدا کردن دو سطحي که با هم در حالت چرخش هستند مشکل شود.

کلاچ تک صفحه اي با فنر ديافراگمي (Diaphragm Spring Clutch ):

اساس کار اين نوع کلاچها همانند کلاچ تک صفحه اي است با اين تفاوت که در اينجا بجاي فنرهاي پيچشي از فنر ديافراگمي استفاده مي شود؛ اين فنرها در حالت عادي به شکل مخروط ناقص هستند، اما هنگامي که فشرده مي شوند حالت تخت به خود مي گيرند.

مزايا : 

• به علت ذخيره انرژي در امتداد شعاعي طرح نهايي اين کلاچ در امتداد محوري به مراتب کوچکتر و جمع و جورتر خواهد بود.
• فنر ديافراگمي در مقايسه با فنرهاي تخت کمتر تحت تاثير نيروي گريز از مرکز قرار مي گيرند، لذا براي استفاده در دورهاي بالاتر مناسب تر مي باشند.
• در اين طرح فنر ديافراگمي هم بعنوان فنر فشارنده و هم بعنوان قطعه ناخني عمل مي کند، لذا اين قطعات از سيستم حذف شده اند و باعث کاهش وزن کل و سر و صداي سيستم مي شوند. 
  
  

  معایب

• نيروي فنر نسبت فنرهاي پيچشي کمتر است، بنابراين فقط در ماشينهاي سبک مي تواند مورد استفاده قرار گيرد

عملکرد اين کلاچ همانند کلاچ تک صفحه اي است با اين تفاوت که در اينجا بجاي يک صفحه کلاچ، به تناسب گشتاور انتقالي مورد نظر از چندين صفحه اصطکاکي استفاده مي شود. اين امر باعث مي شود که کلاچ بتواند گشتاور بزرگتري را منتقل کند. بنبراين اين کلاچها بيشتر در خودروهاي سنگين يا خودروهاي مسابقه اي که به انتقال گشتاور بزرگتري نياز دارند، مورد استفاده قرار مي گيرد.

 کلاچ نيمه گريز از مرکز

در اين نوع کلاچها، فنرها براي انتقال گشتاور در سرعتهاي معمولي طراحي مي شوند، در حاليکه در سرعتهاي بالاتر نيروي گريز از مرکز به انتقال گشتاور کمک مي کند. در اين کلاچها نيروي گريز از مرکز از طريق وزنه هايي بوجود مي آيد که همراه ساير اجزا دوار کلاچ مي گردند

الکتروگالوانیزاسیون

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت ومدیریت-گروه مهندسی مواد

الکتروگالوانیزاسیون فرایندی است که در آن یک لایه فلز روی به سطح فولاد متصل می‌شود تا از خوردگی آن محافظت کند. این فرایند جز فرایندهای آبکاری محسوب می‌شود، استفاده از یک جریان الکتریسیته در یک محلول نمکی روی با آند روی و کاتد فولادی منجر به این فرایند می‌شود. آبکاری روی دارای موقعیت غالب در میان سایر گزینه‌های فرایند آبکاری الکتریکی، بر اساس تناژ آبکاری در سال است. پرکاربردترین فولاد نورد سرد گالوانبزه، فولاد SECC است. در مقایسه با گالوانیزه گرم آبکاری روی با مزایای قابل توجهی ارائه می‌شود:

• رسوب با ضخامت کم برای دستیابی به عملکرد مشابه
• در دسترس بودن پوشش بیشتر برای افزایش کارایی و رنگ
• رسوب روشن‌تر و زیباتر

فرایند الکتروگالوانیزاسیون

حفاظت در برابر خوردگی که توسط لایه الکترودی از روی ایجاد می‌شود، عمدتاً به دلیل اختلاف پتانسیل الکترودی روی در برابر آهن (و یا سطح زیرلایه) است. روی به عنوان محافظ از آهن (فولاد) عمل می‌کند. در حالی که پتانسیل کاهشی فولاد نزدیک به E _SCE = -400 mV است (پتانسیل مربوط به جدول استاندارد پتانسیل کاهشی (SCE)است)، بسته به ترکیب آلیاژ، پتانسیل کاهشی روی در حدود E _SCE = -980 mV است. در این فرایند فولاد تحت حفاظت کاتدی قرار می‌گیرد. پوشش‌های تبدیلی (کروم شش ظرفیتی (CrVI) یا کروم سه ظرفیتی (CrIII) بسته به نیاز OEM) برای افزایش شدید محافظت از خوردگی با ایجاد یک لایه مهارکننده ای از کروم و هیدروکسید روی استفاده می‌شوند. بازه ضخامت این فیلم‌های اکسیدی از 10nm برای باریک‌ترین تا ۴μm برای ضخیم‌ترین کروماتهای سیاه می‌باشد.

علاوه بر این، پوشش روی ممکن است توسط یک پوشش فوقانی برای افزایش مقاومت خوردگی و عملکرد اصطکاک تقویت شود.

الکترولیت‌های سیانیدی

این الکترولیت‌ها حاوی سولفات سدیم و هیدروکسید سدیم (NaOH) هستند. همه آن‌ها از عوامل روشن‌کننده اختصاصی استفاده می‌کنند. روی به عنوان یک ترکیب سیانیدی Na₂Zn(CN)₄ و همچنین یک ترکیب زینکاته Na₂Zn([[[:en:Hydroxide|OH]]])₄ محلول است. کنترل کیفیت این الکترولیتها نیاز به تجزیه و تحلیل منظم Zn, NaOH و NaCN دارد. NaCN: روی می‌تواند بین سطح ۲ تا ۳، بسته به درجه حرارت حمام و میزان روشنایی مورد انتظار باشد. 

الکترولیتهای قلیایی غیر سیانیدی

این الکترولیت‌ها حاوی هیدروکسید روی و سدیم است. در اکثر آن‌ها عوامل افزودنی اختصاصی روشن‌کننده سطح مشابه با حمام‌های سیانید استفاده می‌شوند. اضافه کردن افزودنی‌های آمینی، به بهبود توزیع فلز بین مناطق با شدت جریان بالا و پایین کمک می‌کند. با توجه به کارایی مورد نظر، آبکار می‌تواند بیشترین میزان روی را برای افزایش بهره‌وری یا کمترین میزان روی برای انتقال قدرت بهتر (در مناطق تراکم جریان پایین) انتخاب کند. برای توزیع ایده‌آل فلز، غلظت فلز روی بین 6-14 g/L و سدیم هیدروکسید در 120 g/L باید باشد. اما برای بالاترین بهره‌وری، غلظت فلز روی بین 14-25 g/L و سدیم هیدروکسید120 g/L باید باشد. فرایندهای قلیایی غیر سیانیدی می‌تواند شامل غلظت‌های کم یا زیاد از روی باشند، غلظت‌های زیاد می‌توانند توزیع یکنواخت بهتری مستقل از کم یا زیاد بودن شدت جریان در مقایسه با محلول‌های اسیدی بدهند.

الکترولیت‌های با سرعت بالا

توجه به سرعت بالا در کاربردهایی که در آن کوتاهترین زمان آبکاری بحرانی است هایز اهمیت می‌باشد (به عنوان مثال کویل فولادی). حمام حاوی سولفات روی و کلرید تا حداکثر میزان حلالیت است. اسید بوریک ممکن است به عنوان یک بافر pH یا برای کاهش اثر سوختگی در تراکم‌های جاری بالا استفاده شود. این حمام‌ها حاوی تعداد کمی از یکنواخت کننده‌های دانه می‌باشند. اگر یک مورد استفاده شود، ممکن است سدیم ساخارین باشد.

الکترولیت‌های سنتی

این الکترولیت‌های بر اساس آمونیوم کلرید، گزینه‌های امروز شامل آمونیم، پتاسیم یا الکترولیت‌های آمونیوم پتاسیم مخلوط می‌شوند. غلظت روی بالا باعث افزایش کارایی حمام می‌شود (سرعت آبکاری)، در حالی که سطوح پایین‌تر غلظت توانایی حمام را برای استفاده با شدت جریان پایین بهبود می‌بخشد. به‌طور معمول، غلظت فلز روی بین ۲۰ تا ۵۰ گرم در لیتر (۲٫۷–۶٫۷ اونس / گال) متغیر است. pH بین ۴٫۸ و ۵٫۸ متغیر است. 

گالوانیزه کردن

پردیس فناوری کیش-طرح متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی مواد

گالوانیزه کردن یک فرآیند تخصصی برای حفاظت از فولاد است. در صنایع بسیاری به فولاد مقاوم نیاز داریم. به همین علت در صنایع تولید و شکل دادن فولاد از فرآنید گالوانیزه استفاده می شود. گالوانیزه به معنای خلق یک لایه بسیار نازک بروی سطح رویی یک فولاد می باشد. این لایه نازک، به عنوان پوست و محافظ این فولاد عمل خواهد کرد. این محافظت جلوگیری از خوردگی فولاد می باشد. 

 

گالوانیزه کردن به روش های مختلفی انجام می شود:

• گالوانیزه گرم

•  گالوانیزه سرد

گالوانیزه گرم

گالوانیزه گرم یک روش بسیار مناسب برای گالوانیزه کردن فولاد می باشد. در این روش از مذاب استفاده می شود. این روش به این صورت انجام می شود که قطعه فولاد مورد نظر را در یک مذاب شناور و غوطه ور خواهیم کرد. این غوطه ور سازی فولاد باعث می شود یک پوسته از جنس روی به قطعه مورد نظر اضافه شود و در این صورت خوردگی فلز کنترل خواهد شد.

روش گالوانیزه گرم البته به این سادگی ها هم انجام نمی شود. برای اینکه این پوسته روی به فولاد اضافه شود، مراحل زیادی انجام خواهند شد. تمیز کاری و آماده سازی فولاد و روی خود دو الی سه مرحله از این فرآیند می باشند. این تمیز کردن بسیار مهم و حیاتی می باشد. در این صورت پوشش روی اعمالی بهتر وظیفه خود را انجام خواهد داد . پس از این مراحل گالوانیزه گرم شروع خواهد شد. پس از اتمام این مراحل و غوطه کردن فولاد و نیز اضافه شدن روی به فولاد حالا نوبت به سرد کردن و کار های نهایی خواهد رسید. این اعمال جهت کارکرد بهتر و چسبیدن روی به فولاد انجام می شوند. دقت داشته باشید تمامی این مراحل تک به تک بررسی می شوند و بسیار مهم می باشند.

حتی برای بررسی این فرآیند ها استاندارد هایی تعیین شده است. این استاندارد ها تحت عنوان ASTM شناخته می شوند. این استاندارد ها بین المللی بوده و برای گالوانیزه کردن بسیار مهم شمار می شوند. اگر یکی از این مراحل نیز به درستی انجام نشود، این پوشش روی به درستی از فولاد محافظت نخواهد کرد. روش گالوانیزه کردن از اقتصادی ترین روش های محافظت از فولاد است. 

گالوانیزه سرد

بر خلاف گالوانیزه گرم که شامل چند فرآیند سخت و پیچیده بود، گالوانیزه سرد عملی ساده می باشد. این تفاوت گالوانیزه سرد و گرم است. پیچیدگی گالوانیزه گرم به خاطر استفاده از دستگاه های مخصوص و استفاده و به کارگیری از قسمت های خاص یک کارخانه می باشد. مهم ترین تفاوت گالوانیزه سرد و گرم این می باشد. در گالوانیزه سرد برخلاف گالوانیزه گرم نیازی به دستگاه های پیشرفته نیست و یک قلم مو کافی است. سادگی این فرآیند بسیار بالا می باشد و نتیجه کار یک فولاد با مقاومت نسبتا خوب در برابر خوردگی می باشد. پوششی که بر روی فولاد مربوطه قرار خواهد گرفت، یک پوشش تک جزئی می باشد. یکی از ویژگی های این مایع این است که ویسکوزیته این مایع بسیار بالا می باشد. یک تفاوت گالوانیزه گرم و سرد این است که در ترکیب مایعات و مذاب وسایل به کار رونده متفاوت است. در گالوانیزه سرد نیازی به میکسر های قوی نخواهیم داشت و یک میله هم برای هم زدن این مایع کافی خواهد بود. زمانی که تمیز کاری انجام شد با قلم مو این مایع که قبلا هم زده شده است، را روی سطح فولاد می زنیم. به این ترتیب پوشش فولاد اضافه می شود.

فولادی که توسط گالوانیزه سرد، مقاومت آن بالا برده می شود چند ویژگی بسیار مهم و اختصاصی خواهد داشت. در این روش تولید فولاد زنگ نزن، مایع چسبندگی قوی به سطح خواهد داشت و مایع در تمامی نقاط هم سطح می باشد. همچنین مایع روی فولاد انعطاف بالایی دارد که در برابر تحرکات فیزیکی و تنش های ایجاد شده، می تواند منعطف شود. همچنین از فولاد این چنینی می توان در مکان هایی با رطوبت بسیار بالا نیز استفاده ک