Cutie de viteze (mecanice)

Această intrare sau secțiune despre subiectul mecanicii nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citate din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor .

Cutia de viteze (sau cutia de viteze) este un mecanic component care are funcția de a modifica caracteristica cuplul motor al unui motor , similar cu un reductor de viteză . De asemenea, vă permite să selectați un raport de transmisie diferit din timp în timp, în funcție de intervalul de cutia de viteze este echipat cu.

În general, termenul se referă la tipul de obicei pe vehicule , care este cutia de viteze: datorită acestui dispozitiv este posibil să se „schimbe treapta de viteză“ a unui vehicul cu motor .

Descriere generala

Cutia de viteze este frecvent utilizat în autovehicule și în materialul feroviar rulant cu termici motoare , pentru a putea să varieze viteza vehiculului în limite largi, menținând motorul cu ardere internă într - un regim optim de funcționare pentru eficiență , cuplul motor sau putere . Motorul cu ardere internă, de fapt, în medie , are o viteză de rotație între 600 și 12.000 rpm, în timp ce viteza roților variază între zero și 2.500 rpm.

Schimbări de viteză sunt , de asemenea , utilizate în mașini industriale , cum ar fi din metal strunguri .

La mașinile și vehiculele care folosesc o transmisie de tip nu este modificarea electric sau hidraulic utilizat, deoarece acestea sunt caracterizate printr -un cuplu ridicat chiar și cu motorul oprit sau viteze de rotație foarte mici și , astfel , nu același motiv utilizarea unei cutii de viteze: necesitatea pentru a menține o viteză de rotație apreciabilă pentru a avea cuplul necesar.

La autovehiculele cu motor

cutie de viteze complet auto

În vehicule de transport rutier, cutia de viteze este de asemenea esențială , deoarece permite să varieze raportul între turația motorului și viteza vehiculului, pentru a obține un adecvat cuplu de antrenare pentru roțile. De fapt, motorul are diferite viteze de rotație optime în funcție de faptul dacă este necesar să se favorizeze eficiența kilometraj (în general, la o viteză constantă), cuplu și putere (pentru viteza maximă, pick-up, accelerație, ascensiuni etc.) sau sub un cuplu de viteză (pentru suprafețe acoperite cu zăpadă sau low-prindere).

La mașinile standard în treptele inferioare (I, II, III, uneori IV) cutiei de viteze acționează ca un reductor de viteză, în timp ce în trepte superioare de viteză (V și de foarte multe ori , de asemenea , VI) rapoartele de transmisie sunt unitare sau deasupra unității (până la 20 % sau 30%); de obicei, roțile dințate superioare (în mod tipic V, ci și VI în cazul în care cutia de viteze este echipat cu acesta) sunt de „repaus“ de tip, concepute pentru a limita consumul pe autostrăzi sau în orice caz, atunci când călătoresc la viteze mari.

Acest lucru se datorează faptului că, istoric, în modelul clasic de masini americane din anii 1930 cu motor longitudinal, cu tractiune pe spate și cutie de viteze cu 4 trepte (+ RM), arborele de intrare și de ieșire sunt coaxiale și, prin urmare, din motive de eficiență, raportul dintre IV în loc de a trece prin arborele auxiliar ca și celelalte raporturi, a furnizat o sincronizator care direct implicat capetele arborelui de intrare și de ieșire cu un raport de 1: 1 ( „unitate directă“). Din aceste motive „istorice“, rapoartele de mai jos IV sunt în general reduse, în timp ce acestea sunt mai sus se multiplică.

Manual (H cutie de viteze)

5 trepte H + cutie de viteze inversă

Cutia de viteze manuală este prezent în primele motociclete și aproape universal în mașini. Această modificare variază raportul de transmisie prin intermediul unui levier care este deplasat, formând tipic „H“ forma.

Perechile de roți dințate sunt dispuse pe doi arbori și sunt întotdeauna toate cuplate și rotirea, dar roțile dințate de pe arborele antrenat sunt libere să se rotească și nu se angajează arborele antrenat în sine, care alunecă în ea.

Interpus între arborele antrenat și angrenajele există selectori (care sunt pe plan intern coroane dințate) nituite pe ea și solidare cu ea. Prin acționarea manetei, selectorul este deplasat (cu ajutorul furcilor de selecție), astfel încât să se conecteze roata dințată fixată pe arborele de antrenare la dinții corespunzători pe o coroană integral cu roata dințată a roții dințate selectate.

Cutia de viteze poate avea o acțiune de deplasare diferit, în funcție de faptul dacă este de tip „sincronizat“ sau „nesincronizate“.

cutie de viteze nesincronizate

Ilustrarea unei 3 viteze + cutie de viteze inversă nesincronizate

La începutul anilor auto cutia de viteze a constat din nesincronizate unelte , roțile dințate nu au fost angajate permanent așa cum este cazul în cutii de viteze moderne. Ei au fost mutate de către conducătorul auto cu ajutorul comenzilor, și a fost necesară o bună pregătire și sensibilitate a operatorului de a înțelege când roțile dințate se rotesc cu viteza corespunzătoare pentru a permite introducerea, în caz contrar s - ar zgâria tare și angajamentul nu va avea loc. In absenta ambreiajele de frecare auxiliare prezente în cutii de viteze sincronizate, schimburi de viteze poate avea loc numai când viteza relativă dintre roți este foarte scăzută sau zero.

Atunci când creșterea vitezei într, era necesar să se încetinească roata dințată a motorului, iar pentru acest lucru a fost suficient să apăsați ambreiajul și așteptați momentul potrivit pentru schimbare. Când downshifting, cu toate acestea, a fost necesar pentru a accelera motorul. Pentru a accelera sau pur si simplu face acest lucru posibil, o tehnică numită a fost folosit dezangajare dublu (pusca) , care poate fi ascendent (pentru upshifts) și descendent (pentru downshifts) ^[1] . Primul caz (dublu crescator) implică punerea cutia de viteze în punctul mort, apoi eliberând ambreiajul, fără a accelera, în scopul de a reduce viteza arborelui de viteze la viteza dreapta și apoi cuplați treapta superioară. Al doilea caz (dublă descendentă) implică punerea cutia de viteze în punctul mort, apoi eliberând ambreiajul în timp ce accelerează în același timp, în scopul de a crește viteza arborelui de viteze la punctul de dreapta, iar apoi cuplați treapta inferioară.

Același subiect în detaliu: Train baladeur .

cutie de viteze sincronizata

Selector cu synchronizers

sincronizator

Transmisiile manuale de mașini produse după 1960 sunt de tip sincronizate. Mecanismul cutiei de viteze este format din două paralele arbori , intrare arborele conectat la ambreiajul și arborele de ieșire conectat la arborele de transmisie. Angrenajele sunt montate paralel cu doi arbori. Toate treptele de viteză în mod constant ochiuri, dar numai o pereche este conectat la arborele de ieșire.

Punct de vedere tehnic, mecanismul de zăvorâre este constituit dintr-un guler (manșon) care diapozitivele lateral pe un suport coaxial cu arborele, manșonul este făcut să alunece lateral de furcile de comandă acționate de viteze. Suportul manșon rămâne solidar cu arborele motorului grație cu nervuri de cuplare între cele două și la uneltele și grosimile care nu permit deplasarea laterală a acestuia. Manșonul care este extern acest suport are, de asemenea, un cuplaj cu nervuri, cu suportul său, dar cu o toleranță mai mare, pentru a permite o lubrifiere corectă și o glisare mai fluid. Pentru ca acest manșon să se deplaseze lateral în raport cu poziția sa de repaus, este necesar să se forțeze revenirea în interiorul suportului de chei mici care, împinse de niște arcuri împotriva manșonului, în mod normal, să servească la stabilizarea poziției sale; acest mecanism servește pentru a face alunecarea snap manșon. Datorită efectului de alunecare, manșonul se cuplează cu sincronizator și, în plus față de aceasta - și aceasta este inima operațiunii - îl împinge pe roata dințată. Frecarea creată astfel între sincronizatorul și angrenajul de viteze permite acestuia să intre, ca să spunem așa preliminare, în mișcare de rotație, chiar înainte de a fi angajat de manșon și doar suficient pentru ao aduce mai mult sau mai puțin la aceeași viteză de rotație a manșon (și, prin urmare, arborele motorului). În acest moment, manșonul și uneltele au aceeași viteză de rotație și acest lucru permite în final logodna lor. Odată ce se cupleaza cu manșon de pe roata dințată (mai precis pe coroana laterală a roții dințate), începe transferul final al cuplului motor, adică, nu mai este prin frecare ci de discretizare. Rețineți că roata dințată preliminară între manșonul și sincronizatorul nu prezintă nici o problemă ca sincronizatorul se rotește, de asemenea, solidar cu axul.

Prin urmare, synchronizers pot fi considerate ca mini-ambreiaje conice sau inel care aduce manșonul (deci arborele de intrare) și integralei coroana cu roata dințată pentru a porni la aceeași viteză. Când auzi zgârierea în timpul unei schimbări de viteze, aceasta nu este dinții roților dințate care „zero“, deoarece acestea sunt întotdeauna angajate, dar cele ale manșonului de viteze și coroana. Mai mult decât atât, după cum se poate observa din fotografie, coroana de viteze este semnificativ mai subțire decât uneltele în sine, datorită faptului că între roțile dințate există contact cu un singur dinte la un moment dat (în adevăr acest lucru în cazul dinților drepte, în cazul dinților elicoidali putem spune aproximativ o pereche de dinți la un moment dat, aceasta depinde de unghiul p a înclinării dinților), în timp ce ochiurile coroană cu toate dinții și, prin urmare, fiecare dinte este supus unui efort mai mic.

Cutia de viteze Sincronizat pentru prima dată a fost introdus de Cadillac în 1929 , în timp ce sistemul actual de con a fost dezvoltat de Porsche în 1952 . În anii cincizeci au fost sincronizate doar a doua și a treia unelte de pescuit, iar proprietarul a sugerat manual, pentru a trece de la două la primul, la prima oprire a vehiculului complet. In cutii de viteze curente, toate treptele sunt sincronizate, în general , cu excepția inversă , prin urmare, „zero“ apare în cazurile în care acesta din urmă este angajat cu vehiculul încă în mișcare; Cu toate acestea, nu este neobișnuit pentru treapta de marșarier să fie sincronizate, făcând posibilă să se angajeze chiar și cu vehiculul ușor în mișcare, dar este încă o idee bună să aștepte până când vehiculul este complet în staționare, înainte de angajarea acestuia.

Cutie de viteze sincronizata are mai multe dezavantaje, printre care:

• uzura a synchronizers;
• întârzierea introdusă în deplasare;
• mai mari dimensiuni de gabarit ale cutiei de viteze.

Din acest motiv, un sistem de nesincronizate este utilizat în camioane mari, mașini și cutii de viteze speciale pentru curse cu motor. În cutii de viteze folosite în curse, cutii de viteze sincronizate cu un număr redus de dinți de pe gulerele sunt de asemenea folosite pentru a avea o mai bună viteză de schimbare, de a avea pe de altă parte, uzura foarte rapidă.

Abrevierea MT care apare în modelele, precedate de numărul de viteze (de exemplu, 2mt sau 5MT), reprezintă (de exemplu, cutia de viteze mecanică manuală) „manual tradițional“.

Număr de viteze

1921 ABC motocicleta cu H cutie de viteze cu 4 trepte

Pentru a fi numit astfel, o cutie de viteze trebuie să aibă cel puțin două rapoarte în timp ce nu există nici o limită superioară a acestui număr în afara acestui dictat de motive de costuri, utilitatea și dimensiunea. O cutie de viteze echipat cu un număr mai mare de rapoarte este, în general, mai grele, voluminoase și costisitoare decât o cutie de viteze care are mai puțin, cu toate acestea, în funcție de caracteristicile motorului și inerția sarcinii în aval de cutia de viteze în sine, este în multe cazuri posibile pentru a obține o mai mare eficiență de ansamblu prin divizarea accelerației peste un număr mai mare de rapoarte. Punct de vedere istoric, 50 cm Minarelli „Pettirosso“ motor din 1955, ca un vehicul relativ ieftin, a fost echipat cu o cutie de viteze cu două trepte , controlată de butonul, în timp ce cele mai multe mașini deja în prima jumătate a secolului al XX - lea au fost echipate cu o cutie de viteze cu trei sau patru rapoarte, atât din cauza costului de achiziție mai mare, care a permis, și din cauza mai mare utilitate a acestui în fața marii inerție că mașinile grele au fost echipate cu. Odată cu îmbunătățirea proceselor de producție și, prin urmare, reducerea costurilor de producție, modificări cu un număr mai mare de rapoarte au devenit comune. În mod tradițional, cutii de viteze mecanice moderne au cinci sau mai multe rapoarte. A cincea și a șasea trepte de viteză au fost introduse ca viteza vehiculului a crescut pentru a economisi combustibil. În aval de cutia de viteze, diferențial (cutie de viteze pinion / diferențialului raportul coroană) afectează , de asemenea , raportul dintre turații ale motorului și de rotație a roților.

Mașini agricole și vehicule grele tind să aibă cutii de viteze cu mai multe raporturi, datorită sarcinilor mari pe care le au de a face cu. Astfel de cutii de viteze, uneori, au posibilitatea de a selecta două trepte dintr-o serie, astfel încât să aibă două cutii de viteze în serie. Comanda în acest caz are loc prin intermediul unor pârghii separate, comenzile secundare de pe maneta sau electronic.

Reverse este realizat cu ajutorul unui al treilea ax cu o roată de mers în gol pe ea, care transmite mișcarea între arborele primar și secundar prin inversarea sensului de rotație (roata de mers în gol).

O cutie de viteze poate fi, de asemenea, echipat cu un număr multiplu de angrenaje inverse, egală sau diferită de cea a uneltelor normale. Un sistem poate fi prezent, în amonte sau în aval de cutia de viteze, cu singura funcție de inversarea direcției de rotație a arborelui antrenat în toate treptele de viteză (de fapt , o cutie de viteze cu două viteze, înainte și înapoi) , care permite transmisia principală să nu fie echipate cu treapta marșarier.

Diagrama manetei schimbătorului de Automotive

În mașinile din ultimele decenii, schimbătorul de viteze este, de obicei, o pârghie care iese în afară din podeaua mașinii între cele două scaune din față sau plasate proeminente din tabloul de bord într-o poziție centrală. În perioada postbelică până la 1970, soluția de a avea roata dințată orizontală și redusă pârghie proeminente de la volan a fost foarte frecventă. Această soluție a avut avantajul incontestabil de a avea viteze foarte aproape de volan și facilitarea accesului la acesta, prin urmare; un alt avantaj semnificativ a fost aceea de a elibera partea centrală a compartimentului pentru pasageri în partea din față, pentru a permite o primă canapea rând, care ar putea găzdui 3 pasageri. Cu toate acestea, această soluție a fost abandonată ulterior, deoarece este necesar un mecanism de transmisie mai complex, cu un număr mai mare de randamente mecanice. Cu toate acestea, în toate cazurile, prin deplasarea lateral levier înainte / înapoi, roata dințată dorită poate fi angajată. În poziția centrală este poziția neutră, în care schimbătorul de viteze este cuplată și roțile sunt izolate din motor.

scheme standard

Cele mai populare scheme au în prezent două configurații

Următoarele diagrame ilustrează pozițiile unui tipic cutie de viteze clasic / cinci trepte:

N reprezintă neutru, sau Nebunie în limba engleză. Uneori, cuplarea marșarierului trebuie să fie deblocat prin acționarea unui control suplimentar, acest lucru pentru a reduce riscul de angajare accidentală. În cazul diagramei din stânga, acest lucru ar putea apărea atunci când downshift de la a cincea la treapta a patra sau atunci când încearcă să se cupleze cu o treapta a sasea inexistent; totuși acest risc este adesea limitată de alte dispozitive mecanice care previn angrenează inverse la viteze mari. Problema este mai insidios pentru schema de pe dreapta (așa-numitul câine picior cutie de viteze ), în cazul în care posibila confuzie este între două trepte de viteză , care pot fi angajate cu staționare auto (prima și invers); în plus, treapta marșarier se găsește în poziția ocupată în mod tradițional de prima.

O alternativă, tipică automobilelor germane, este de a poziționa R pe aceeași parte a primei și treapta a doua, dar cu o mai mare excursie; în Opel și Volkswagen automobile R este înainte (vezi figura), în timp ce în Mercedes acesta este scăzut. Din moment ce acest aranjament este posibil să se angajeze R în loc de o treaptă de viteze, dispozitive mecanice de securitate sunt adesea puse în aplicare, datorită cărora, de a se angaja R, este necesară o acțiune suplimentară; de exemplu, în mașinile Opel angrenarea R necesită o acțiune mecanică pe un buton sau o coroană plasat pe schimbătorul de viteze, în timp ce în mașinile VW angrenarea R necesită ca pârghia de viteze să fie apăsată în jos. De altfel, acest mod de acțiune a fost , de asemenea , necesară în mașini clasice , cum ar fi Fiat 500 și Fiat 600 cu motor din spate.

Modelul este de obicei indicat pe butonul în sine.

Scheme de modă veche și modernă

Poziția pârghiei

În unele mașini mai vechi, controlul schimbătorului de viteze a constat dintr-o pârghie de pe coloana de direcție. Operațiunea a fost similară cu cea de pe podea, dar cu mișcările raportate pe planul vertical în loc pe cea orizontală.

În timpurile recente cu privire la unele mașini europene (în special cu privire la unele Fiats ), maneta de viteze a fost scurtată considerabil și plasat pe tabloul de bord, în partea stângă a radioului auto. Această configurație este uneori numită „pârghie americană“, deoarece acesta amintește dispunerea schimbătorului de viteze automată în mașini de peste mări.

Alunecare schimbare cheie

Angrenajul cheie glisantă ^{[2] [3]} , de asemenea , numit o croazieră datorită formei cheii de alunecare, iar cutia de viteze buton , uneori , redenumit, a fost folosit pe mai multe scutere cu buton de control, inclusiv Vespa și Lambretta , precum și Ape Piaggio triciclu cu motor, acest tip de cutie de viteze este mai aproape de cutia de viteze manuală de mașini decât la cutia de viteze secvențială a motocicletelor.

Acest tip de cutie de viteze în versiunea butonul are particularitatea de a avea o pârghie care controlează ambreiajul și cutia de viteze de transmisie, de fapt , prin activarea (presare) maneta acționați ambreiajul și transformându - l în sus sau în jos ai putea alege viteze, dezavantaj al acestei cutii de viteze este să găsească poziția corectă a pârghiei, care, pentru a facilita poziționarea sa a avut un dinte care a trebuit să fie angajat într-o canelură de preselectorul (un disc metalic pe partea laterală a pârghiei), dar a permis pentru a trece de la treapta cea mai înaltă la cea mai mică de viteze sau invers , cu o simplă comandă.

O caracteristică a acestei cutii de viteze este de a avea uneltele aranjate în ordine crescătoare sau descrescătoare, cu neutru, în general, între 1 și treapta a 2.

Secvențială (cutie de viteze față)

Cutie de viteze cu frontal angrenare cu laterale angrenaje glisante
Este posibil să se vadă treptele de viteză de alunecare de-a lungul celor doi arbori, furcile de aluminiu pe care le muta si desmodromica care opereaza furcile, în acest caz, roata dințată pentru începerea pedalei este vizibilă și care acționează pe roata dințată condusă a primului angrenaj

Detaliu al cutiei de viteze laterale secvențiale de viteze

Prezente mai rar la autoturisme (înlocuite de semi-manual) și aproape universal instalate pe motociclete este cutia de viteze secvențială sau angajament frontal, ^[4] în cazul în care dispunerea schimbătorului de viteze nu este utilizat , dar este operat în doar două direcții, cu automate a reveni la poziția de neutru pentru a schimba treapta de viteză, această cutie de viteze rămâne de tip complet manual, de fapt , acționarea ambreiajului și controlul cutiei de viteze sunt manuale.

In aceste cutii de viteze de angajament față, fiecare angrenaj reductor are cuie sau bavuri perpendicular pe suprafața sa laterală sau scaunele și selectorul canelat desmodromica care este fixată pe un ax, acest sistem poate fi de diferite tipuri:

• „Side-alunecare unelte de pescuit“, în cazul în care selectorul se mută furcile care se misca ambele unelte plutitoare , care se rotesc pe rulmenți, și uneltele de care sunt amplasate pe arbori cu nervuri, astfel încât roata care rulează pe rulmenți, mesh - uri (prin cuplaje sale laterale) pe o Aparataj fixată pe arborele de viteze prin intermediul nervurilor.

Cutie de viteze cu „Dog-ring“ / „selectori“ și furci viteze în folie de oțel

• „Dog-inele“ sau „selectori“, în acest caz, roțile dințate nu aluneca lateral și cutia de viteze ca diapozitivul pe rulmenți pot fi dispuse pe un singur ax roată; roata dințată este cuplată cu un inel prevăzut cu ambreiaje laterale, care alunecă lateral pe arborele cutiei de viteze prin nervuri; acest inel este operat de furcile de viteze prin intermediul tamburului desmodromic.

Cutia de viteze secvențială cu cuplaje laterale se pot face cu cuplaje de diferite forme, în plus , cuplajele pot fi drepte sau trapezoidale (coadă de rândunică), în acest ultim caz discretizare este mai constantă diferitele cuplaje au o formă care evită o reduce inconvenientul respingere a mecanismului.

Sistemul de selecție Gear într-o cutie de viteze cu angajament față în poziție neutră, atât selectorul în centru, stabilizator pe partea dreaptă și furculița de control din partea stângă sunt vizibile

Pentru a roti selectorul și apoi selectați treapta de viteză, prin intermediul comenzii cutiei de viteze, care are doar trei poziții (de viteze în sus, de viteze în jos, neutru sau de odihnă), selectorul este echipat cu o roată dințată sau altele asemenea, care este reglementată de două dispozitive, servește în primul rând pentru a preveni selectorul de mișcare , fără a fi selectat, al doilea este dat de transmisiile de comanda cutiei de viteze, care au o formă care acționează numai într - o singură direcție (cea de control), care nu acționează în acțiunea de returnare în poziția de repaus (dată de un arc) schimbătorului de viteze.

Fluiditatea cutiei de viteze este determinată atât de forma furcile și selectorului, care rotit inițial pe aluminiu de carter, apoi o bucșă a fost adoptată pe partea în care mecanismul de pârghie transmisie a acționat, în timp ce pe de altă parte există a fost contactul întotdeauna direct cu aluminiul de carter, atunci lamelelor a apărut pentru această parte, apoi bilele au fost adoptate în locul bucșei, care au fost înlocuite rapid cu rulmenți, mai recent pe modele high-end ne folosesc rulmenți pe ambele părți selectorului.

Comenzile pentru cutia de viteze secvențială poate fi:

• Pedala (în motociclete)
• O pârghie frontală
• În spatele roții

comutator de schimbare

Cu comutatorul schimbătorului de viteze sau schimbatorul rapid, cutiile de viteze secvențiale care sunt echipate cu acest dispozitiv sunt de asemenea numite „cutii de viteze electronice“, dar nu trebuie confundat cu cutii de viteze robotizate (semi-manuala), deoarece este un dispozitiv suplimentar / dispozitiv pentru cutii de viteze secvențială, care este utilizat pentru a reduce stresul cutiei de viteze în condiții severe în cazul în care vă schimbați de la o treaptă inferioară de viteză la un nivel superior cu motorul întotdeauna de tracțiune, ca și în cazul competițiilor sau de fiecare dată când operați cutia de viteze, fără a scoate accelerație și operarea ambreiajului, în special atunci când vehiculul în cauză dezvoltă o putere mare și este echipat cu o cutie de viteze care este proiectat să reziste la o perioadă de stres / redusă de muncă (ca în prototipuri sport).
Acest dispozitiv taie aprinderea motorului în timpul deplasare pentru a avea un rapid și nu împovărătoare trecerea pentru cutia de viteze și toate lagărele, de fapt , de fiecare dată când trece la o treaptă superioară de viteză există o modificare a raportului de transmisie, care , pentru a nu crea forțe excesive de stres, trebuie să fie efectuată fără cutia de viteze reliefata / tracționați. Pentru a face acest lucru, o unitate de control echipat cu un senzor este utilizat pentru a detecta mișcările schimbătorului de viteze sau un buton care face această reducere numai în timpul trecerea la o treaptă de viteză mai mare, dar nu în toate competițiile acest senzor este permis care permite, împreună cu unitatea de control, pentru a determina cât timp motorul nu este alimentat.
Acest sistem (împreună cu alte sisteme electronice sofisticate, cum ar fi controlul tractiunii, wheelie anti și control a începe), a fost propusă începând cu 2010/2011 privind motocicletele din seria de tip sport, cum ar fi Ducati 1199 Panigale S, Aprilia RSV4 APRC SE și Bmw S1000 RR.

-Semimanualã schimbare (schimbare robotizate)

Același subiect în detaliu: cutie de viteze robotizate .

În sistemul semi-manuală sau semi-automate, șoferul trebuie pur și simplu pentru a alege uneltele ( în general , ei pot lucra , de asemenea , în modul automat).

Comenzile pentru cutia de viteze semi-automată poate fi:

• O pârghie înainte și înapoi
• Butoanele de pe direcție, respectiv a efectua Decalaj și creșterea vitezei într.
• Padele amplasate în spatele volanului.

Primele teste ale acestei cutii de viteze a avut loc încă din 1983 de la Ferrari Scuderia.

Cu ajutorul butoanelor elimină necesitatea de a utiliza un model de manevră ca și cu utilizarea schimbătorului de viteze; în general, ambreiajul este automatizat. Acest tip de cutie de viteze a fost utilizat pentru prima dată pe Ferrari 640 F1 , monopost calului pentru 1989 sezonul de Formula 1 .

La mașinile moderne , cu transmisie automată această funcție (transmisie semi-automată) este de obicei controlată de un calculator și este o alternativă la modul complet automat. Primele masini de a adopta ar fi fost Alfa Romeo 156 și apoi , prin urmare , alte mărci (de exemplu , unele BMW și Audi ) folosesc o cutie de viteze manuala operat de un calculator ( cutie de viteze robotizate ), iar conducătorul auto acționează pur și simplu pe comenzile secvențiale.

Prima motocicleta de a utiliza acest tip de cutie de viteze (atat in modul automat si semiautomat) , în locul cutiei de viteze secventiala clasica a fost Aprilia Mana 850 , prezentat în 2008.

Cutie de viteze fără sudură sau cu un angajament continuu sau zero deplasare

În 2007, a fost introdus cutia de viteze angajament continuu, o evoluție a cutiei de viteze semi-manuală și dezvoltat de Scuderia Ferrari impreuna cu Zeroshift, ceea ce permite o schimbare a vitezelor instantanee: imediat ce se apasă maneta din spatele volanului, angrenajul este angajate, fără a exista timpul de tranzit de la o treaptă de viteză la alta, astfel încât să aibă întotdeauna de tracțiune chiar și în timpul schimbătorul de viteze. Toate acestea sunt posibile datorită unui nou sistem de selectoare, care necesită două furculițe de selecție în loc de unul, dar, pe de altă parte, nu necesită utilizarea Synchronizer.

Cutia de viteze de bază este cea auto (H cutie de viteze), dar cu selectorul complet revizuit, pentru a se angaja diferite treptele de viteză într - un mod similar cu o cutie de viteze angajament față, de fapt , selectorul care se află între cele două roți dințate este cuplat cu două discuri glisante, care sunt cuplate la uneltele plasate pe părțile laterale ale selectorului și care activează perechile respective ale ambreiaje, care sunt modelate în așa fel încât odată ce angrenajul superioară este angajată, a doua pereche de mufe comunicate automat de la mai mici de viteze, datorită profilului rotunjit, ceea ce permite ca acesta să fie eliberat în mod automat. Explicând mai în detaliu , avem prima pereche de mufe , care se pregătește să se angajeze roata dințată superioară, dar care să permită a doua pereche să rămână limitată și , prin urmare , să continue transmiterea mișcării, atunci când unealta este angajată este prima pereche de mufe care transmite acum mișcare, fără a exista un timp de comutare tracțiune liberă, din acest moment, inferioare se rotește viteze de viteze la o viteză mai mică decât arborele de viteze la care este constrâns și , prin urmare , nu este în plus că (inferior) de viteze care permite rotație a arborelui în sine, prin urmare , acesta va fi apoi găsit să dețină ambreiajul selectorului pe care - l constrânsă anterior la arborele, dar , datorită profilului teșite va fi lansat, permițând uneltele să se rotească liber al cutiei de viteze. ^{[5] [6]}

Cutie de viteze cu dublu ambreiaj

Același subiect în detaliu: transmisie cu dublu ambreiaj .

Transmisie cu dublu ambreiaj pentru Honda VFR 1200F

Un alt tip de cutie de viteze trebuie înțeles este dublu ambreiaj cutie de viteze ( „ dublu ambreiaj transmisie “ sau «dublu ambreiaj cutie de viteze»); Este o cutie de viteze în care există doi arbori conectați la două ambreiaje conectate la rândul lor la arborele elicei. Pe un arbore există raporturi ciudate în timp ce pe al doilea sunt raporturi chiar: ceea ce se întâmplă este o rotație simultană a arborilor interne, cu toate acestea, numai unul dintre cei doi, datorită unui ambreiaj, transferă mișcarea către arborele de transmisie. Între timp, cealaltă continuă să se rotească și, astfel, are următoarea relație „gata“. Avantajul este o viteză considerabilă deplasare secvențială. Pe de altă parte, tranziția între relațiile necontigue ( de exemplu , în jos din lovitură ) este la fel de rapid ca un singur copac este. ^[7]

Automat

Lo stesso argomento in dettaglio: Cambio automatico .

Molte automobili attualmente sul mercato hanno un cambio automatico, in grado di selezionare automaticamente il rapporto senza l'intervento umano, semplificando notevolmente la guida. Il sistema più usato è di tipo idraulico, basato sulle variazioni di pressione, che però presenta problemi di costo, affidabilità e consumo di combustibile. Il cambio automatico infatti è particolarmente diffuso in paesi dove il costo del combustibile è particolarmente basso, come gli Stati Uniti , dove cinque auto su sei hanno installato questo dispositivo.

Evoluzione

Con il progresso tecnologico e soprattutto l'introduzione dell'elettronica nel settore automobilistico, sono stati realizzati diversi tipi di cambi automatici a controllo computerizzato:

• Cambio automatico con possibilità di scegliere la marcia , si tratta di un normale cambio automatico a convertitore di coppia, ma che permette di scegliere la marcia entro certi limiti tramite la gate Tiptronic (da cui prende nome il cambio) e che permette di usare una marcia più lunga o corta di quanto farebbe utilizzare il cambio automatico.
• Cambio robotizzato in modalità automatica , che basandosi su cambi meccanici tradizionali eliminano gli inconvenienti tipici del cambio automatico idraulico. Questo sistema ha avuto una discreta diffusione in Europa , dove il costo del combustibile è quasi il doppio che in America, un esempio di questa soluzione è l'S-tronic, un cambio robotizzato a doppia frizione.
• Cambio continuo , in cui non esistono valori fissi, ma il rapporto varia con continuità entro due limiti estremi, questo cambio è detto anche CVT ma è poco usato in campo automobilistico, solo da pochi anni a questa parte viene utilizzato in questo campo, un esempio è il Multitronic.

Diffusione del cambio automatico

Il cambio automatico è storicamente stato poco diffuso in Europa, dove era tutt'al più considerato solo un "costoso" optional impiegato sulle auto di fascia alta o nei veicoli per disabili. Negli ultimi anni la situazione è in controtendenza. In effetti si realizzano cambi automatici sempre più prestanti con un consumo minore di carburante a prezzi sempre più ridotti. La tradizione di guida europea induce però il pubblico a preferire il più controllabile cambio manuale rispetto a quello automatico, che sebbene semplifichi la guida, lascia al guidatore minore controllo sullo stile di guida.
Negli Stati Uniti invece la situazione è esattamente opposta. Una diversa tradizione di guida, i costi accessibili del carburante, gli enormi ingorghi nelle grandi città hanno sancito il successo del cambio automatico adottato nella maggior parte dei veicoli. Il cambio manuale è invece considerato tutt'al più un "costoso" optional impiegato solo sulle auto sportive o che comunque non vengano usate come semplice mezzo di trasporto. ^[8]

Cambio a presa diretta

Vengono definiti tali quei cambi che almeno in alcune situazioni utilizzano solo un albero del cambio e quindi trasmettono con un rapporto 1:1 alla trasmissione finale.

Rientrano in questo campo alcuni sistemi costituiti nell'uso della sola frizione centrifuga , senza la possibilità alcuna di variare il rapporto di trasmissione, questa soluzione è usata sui piccoli utensili da lavoro con motore termico, come i decespugliatori e le motoseghe, anche se era stato usato su alcuni ciclomotori come i primi Piaggio Ciao .

Cambio a presa diretta tipica dei mezzi di trasporto pesanti

Vengono definiti tali dei cambi per autotrazione pesante che riescono ad avere sull'albero primario, sia l'ingranaggio che riceve la forza del motore (albero primario del cambio), sia l'ingranaggio che rimanda la forza alla trasmissione finale (quest'ingranaggio può essere disposto su un terzo albero del cambio, coassiale al primo), questo è possibile perché quest'ultimo ingranaggio scorre sull'albero primario e non vi è solidale, per la variazione del rapporto di trasmissione si ha un secondo albero, che viene utilizzato per tutte le marce tranne una (la marcia su cui si ha la trasmissione 1:1, dove l'ingranaggio di rinvio alla trasmissione finale viene calettato all'albero primario), mentre per le altre rinvia sempre la forza a quest'ultimo ingranaggio. ^{[9] [10]}

Cambio Mabon ^[11] (Variatore manuale)

Questa tipologia di cambio è stato utilizzato in particolar modo sulle motociclette ed è costituito da un variatore azionato/comandato tramite una leva, la quale può essere vincolata tramite una guida metallica lineare o con andamento curvilineo, in quest'ultimo caso permette un azionamento rapido del comando definendo delle marce di trasmissione, questo tipo di comando venne poi riutilizzato per i primi cambi ad innesti frontali.

Nei primi modelli di motocicletta questo sistema poteva essere presente di serie o montato successivamente, in quest'ultimo caso o nei casi in cui il mezzo era disponibile sia nelle versioni a cambio singolo che a cambio Mabon si contraddistingue per una forma ovale, in quanto oltre al variatore manuale contiene anche una ruota condotta e una ruota motrice (pignone motore).

Cambio a frizione automatica

Questa struttura, consiste nell'uso di un cambio (a H, a CVT, ecc.) con associata una frizione centrifuga , che collega/scollega automaticamente il motore alla ruota a seconda delle sue condizioni operative.

Questa struttura del cambio viene usata nel sistema Variomatic e quindi sulla stragrande maggioranza degli scooter .

Vantaggi e svantaggi del cambio manuale, sequenziale e semimanuale

Di seguito sono elencati i vantaggi del cambio manuale su quello automatico:

• È più semplice costruire cambi manuali robusti e affidabili.
• I cambi manuali non richiedono sistemi di raffreddamento specifici, mentre i cambi automatici a volte devono essere dotati di appositi radiatori.
• Il cambio manuale è più efficiente dal punto di vista energetico soprattutto perché utilizza una frizione invece di un convertitore di coppia .
• Il guidatore ha un controllo maggiore sullo stato del cambio. Un cambio automatico può decidere di cambiare rapporto in un momento in cui il guidatore non lo desidera, anche se ciò in genere non accade con i moderni cambi a doppia frizione.
• Il cambio manuale è più economico, sia all'acquisto che per la manutenzione.
• Il cambio manuale consente l'avviamento del veicolo "a spinta" nel caso di avaria del motorino di accensione o della batteria, cosa invece impossibile nelle auto automatiche.
• Il cambio manuale consente di sfruttare il freno motore, cioè di inserire marce basse per far diminuire i giri del motore e perdere velocità senza dover frenare, mentre nelle auto con cambio automatico bisogna usare esclusivamente i freni per rallentare (quindi con una maggiore usura degli stessi).
• Nelle auto meno recenti, il cambio automatico riduceva leggermente la velocità massima rispetto ad un'auto identica e dotata dello stesso motore ma con cambio manuale.

Di seguito sono elencati i vantaggi del cambio automatico su quello manuale:

• Minore interazione e apprendimento richieste al guidatore (buona parte dell'addestramento di un nuovo guidatore al cambio manuale è appunto la sua corretta gestione).
• In situazioni di traffico con scorrimento a velocità ridotta, lo stress è molto minore rispetto al cambio manuale, che richiederebbe un continuo passaggio tra la prima marcia e la posizione di folle.
• Non si rischia di soffrire di indolenzimento dei muscoli della gamba sinistra a causa del continuo uso della frizione.
• Il cambio a doppia frizione è sempre più veloce rispetto ad una cambiata manuale.
• Il cambio a doppia frizione in media può portare a consumare meno carburante rispetto a quello manuale.
• Non vi è fisicamente la possibilità di "strattoni" e "singhiozzi" alla partenza, che con il cambio manuale hanno luogo quando non si sincronizzano correttamente i movimenti dei pedali di frizione e acceleratore.
• Possibilità di usare la tecnologia ADAS tipo ACC (Adaptive Cruise Control) fino allo stop e ripartenza.
• Nessun rischio di inserire marce sbagliate e non adatte alla velocità a cui si sta procedendo, con la possibilità di danneggiare sia il cambio che il motore (anche se in genere nei cambi manuali sono comunque presenti dispositivi meccanici che impediscono di inserire marce basse ad alta velocità).
• Il cambio automatico rende agevole la partenza in salita e le salite in retromarcia.
• L'eliminazione dei comandi del cambio è vantaggiosa per i portatori di handicap e può lasciare spazio nel tunnel centrale.

Nella bicicletta

Cambio a deragliatore

Lo stesso argomento in dettaglio: Deragliatore .

Ruota multipla di un cambio a deragliatore a 9 posizioni SRAM serie R9

Deragliatore Campagnolo C-Record Long Cage

Il cambio a deragliatore è costituito da una catena, diverse ruote affiancate ed un meccanismo comandato dal guidatore, in grado di spostare la catena ( deragliare ) da una ruota all'altra e tenere la catena in tensione.

Nelle biciclette da passeggio qualora non siano monomarcia è generalmente presente un solo deragliatore sulla ruota dentata collegata alla ruota posteriore, mentre nelle biciclette da corsa e nelle mountain bike è presente anche un deragliatore (e quindi ruote multiple) sulla corona dei pedali. Questo consente di aumentare le marce teoriche fino al prodotto tra i rapporti anteriori e posteriori, il numero delle corone dentate è molto variabile a seconda dell'applicazione e del periodo storico.

Alcune combinazioni tra i due deragliatori prevedono però un eccessivo disassamento della catena e non è consigliabile usarle per via dell'usura e della minore resa, ma data la disposizione delle ruote si tratta in genere di rapporti ridondanti, ottenibili diversamente. Le ruote anteriori e posteriori sono disposte in ordine di diametro inverso di grandezza, in modo che sia per i rapporti più elevati che per quelli minori la catena sia in asse.

Il comando del cambio avviene tramite un selettore marcia e il cambio marcia avviene durante la pedalata (preferibilmente senza sforzare sui pedali per facilitare il cambio e ridurre l'usura), poiché questo cambio non agisce a catena ferma.

Cambio epicicloidale

Cambio Rohloff epicicloidale a 14 rapporti interno al mozzo

In alcune biciclette è utilizzato un sistema di ingranaggi epicicloidali integrati nel mozzo della ruota posteriore. Il vantaggio di questo sistema è di avere una cambiata più liscia , possibilità di cambiare anche a bicicletta ferma (caratteristica vantaggiosa in città), maggiore protezione dallo sporco e minore necessità di manutenzione. Inoltre permette di mantenere sempre la linea di catena ottimale e un miglior tensionamento della stessa. Generalmente un cambio epicicloidale è più costoso di uno a deragliatore, ma ne esistono modelli - per uso non agonistico - dal prezzo conveniente. È infine da sottolineare che il minor numero di rapporti che questo sistema permette rispetto ai cambi con deragliatore è solo teorico: infatti, i 27 rapporti di questi ultimi non sono in realtà tutti sfruttabili, mentre i rapporti del cambio epicicloidale (fino a 14) sono tutti reali. Di fatto lo sviluppo di rapporti dei due sistemi è equivalente.

Questo sistema era molto diffuso fino agli anni settanta , quando si diffuse il cambio a deragliatore. Negli anni venti del XX secolo il cambio epicicloidale veniva utilizzato anche su alcuni modelli di autovettura .

In Italia tale sistema è poco utilizzato, mentre è molto diffuso nelle bici da città nel nord Europa.

Grazie ai recenti progressi tecnologici nel campo dell'attuazione elettronica il cambio CVT epicicloidale è comparso sia nei sistemi di trasmissione per trattori agricoli di elevata potenza sia in ambito automotive come alcuni modelli di Toyota e Lexus.

Cambio a ingranaggi

Cambio a ingranaggi a chiavetta scorrevole e rinvio al primo albero

Si tratta di un cambio molto simile a quello utilizzato sui veicoli a motore, dove ci sono due alberi muniti d'ingranaggi dentati, di cui un albero ha ingranaggi fissi ad eccezione dell'ingranaggio di rinvio a cui è accoppiata la corona ed il secondo albero ha ingranaggi ruotanti ad eccezione dell'ingranaggio di rinvio, su quest'albero è presente il sistema a chiavetta scorrevole che permette di selezionare il rapporto.

Questo sistema in caso di bici non ammortizzate non necessita di un tensore catena, mentre nel caso di carri ammortizzati si rende necessario in quanto varia la distanza tra corona e pignone.

Rapporto fisso e cambio

Alcuni ciclisti professionisti o meno preferiscono la bicicletta a rapporto fisso, più robusta, senza cambio e cavi ^{[12] [13]} . Essi approvano l'affermazione di Henri Desgrange , cofondatore del Tour de France :

"Ritengo sempre che il cambio di velocità sia per persone oltre i 45 anni. Non è meglio trionfare con la forza dei propri muscoli piuttosto che grazie all'artificio meccanico del deragliatore? Ci stiamo rammollendo, per me...datemi una bici a rapporto fisso!"

(L'Équipe, articolo del 1902 )

Posizione

Il cambio può essere posto in diverse posizioni:

• Anteriormente o centralmente , quando il cambio è posto all'avantreno o ne è a ridosso
• Posteriormente , quando il cambio è posto al retrotreno, sistema utilizzato solo su alcuni mezzi a trazione posteriore e normalmente presente sulle biciclette con il nome di "deragliatore posteriore"

Accorgimenti

Per l'uso sportivo si usano alcune soluzioni:

• Cambio estraibile , tale cambio può essere estratto dal blocco che lo contiene e permettere una veloce regolazione dello stesso, con il cambio rapido delle coppie d'ingranaggi per la trasmissione, modificando così il rapporto di trasmissione , in modo da regolarlo ai vari tracciati e varie condizioni atmosferiche (vento compreso).
• Spia del folle/neutro , usata nei cambi sequenziali motociclistici, per segnalare l'inserimento della posizione neutra e la non trasmissione della forza all'albero secondario del cambio, per questa spia serve un sensore che avverte il posizionamento di un determinato ingranaggio, che assume una posizione solo nel caso dell'inserimento della folle.
• Ridotte il cambio è provvisto di un terzo albero, il quale nei modelli più semplici (fuoristrada) ha solo due rapporti, normale e ridotte, mentre nei trattori questo può avere tanti rapporti quanti il cambio primario, come ad esempio 4(marce)+4(gamme), dando 16 combinazioni diverse, spesso tutte utilizzabili, sia in marcia avanti che in retromarcia se il cambio è dotato di inversore (avanti - neutro - retro). Per particolari applicazioni, in alcuni trattori, può essere montato un ulteriore cinematismo, tale da permettere, una maggiore riduzione del rapporto di trasmissione chiamato "super riduttore" .

Note

Voci correlate

• Cambio automatico
• Cambio robotizzato
• Cambio a bacchetta
• Cambio continuo
• Coppia motrice
• Motore
• Debraiata
• Transaxle
• Train baladeur
• Rapporto di trasmissione
• Variomatic

Altri progetti

• Wikizionario contiene il lemma di dizionario « cambio »
• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su cambio

Collegamenti esterni

• Immagine schematica di un cambio automobilistico a doppia frizione ( JPG ) ^{[ collegamento interrotto ]} , su stefanolazzarino.com .
• Revisione cambio automobilistico ( PDF ) ^{[ collegamento interrotto ]} , su rallyesportclub.it .
• Progetto completo di un riduttore , su meccanicaweb.it .
• Tra Ruota e Motore: Il cambio manuale , su omniauto.it .
• Il sincronizzatore , su meccanicaweb.it .
• Rapporti di riduzione di un cambio , su meccanicaweb.it .

Portale Trasporti : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di trasporti