Ambreiaj (mecanic)

Ambreiajul este un organ mecanic care are funcția de a conecta doi arbori la comandă pentru a permite sau nu și, eventual, a modula transmisia mișcării rotative.

Funcționarea ambreiajului: acționarea asupra pedalei separă temporar cele două „plăci” care leagă volanta de arborele primar al cutiei de viteze, nepermițând transferarea rotației

Introducere

Ambreiajul este un mecanism care, folosind fricțiunea, permite ca mișcarea a doi arbori care se rotesc la viteze diferite să fie unite treptat. Această caracteristică este utilizată pe scară largă în sistemele de transmisie. De exemplu, pentru a porni treptat o mașină cu un motor cu combustie fără a opri motorul, este necesar ca tracțiunea să fie aplicată progresiv și ambreiajul să facă acest lucru posibil. Funcționarea sa se referă la cea a frânelor unei mașini, dar funcționează invers: frânele sunt oprite, iar roata nu este blocată instantaneu, ci treptat datorită fricțiunii; în mod similar, ambreiajul deplasează treptat un arbore staționar sau rotativ la o viteză diferită (față de cea a arborelui de transmisie).

Deschiderea (decuplarea) sau închiderea (cuplarea) ambreiajului are loc mecanic (prin pârghii și / sau tirante), hidraulic, pneumatic sau electric.

Există, de asemenea, ambreiaje automate, capabile să se deschidă dacă cuplul depășește o valoare limită ( limitatori de cuplu ) sau să se închidă la depășirea unei anumite viteze unghiulare .

Ambreiajele permit cuplarea și decuplarea între doi arbori rectilini cu axele concurente, spre deosebire de îmbinările care permit conexiunea dintre arborii menționați anterior, dar pot fi deconectați și reconectați numai atunci când staționează.

Ambreiajul mașinilor de acționare

Roții de fricțiune de antrenare sistem este folosit pentru a transmite mișcare pe plan intern la capul de antrenare al unei mașini sau mașină unealtă .

Poate fi utilizat punctul de frecare, care se bazează pe introducerea a două roți de anumite diametre și lățimi pe doi arbori paraleli, astfel încât cele două roți să se atingă într-un punct numit punct de frecare .

Într-o transmisie cu roți de frecare, este necesar ca o roată să fie antrenată și cealaltă acționată: nu este posibil să aveți două roți de frecare ambele acționate sau ambele acționate. Având o roată motrice și cealaltă acționată, deoarece punctul de frecare este unic (într-un sistem ideal, în timp ce, în sistemul real, diferența este neglijabilă), există o viteză periferică constantă.
$V_{p1}=V_{p2}={\frac {\pi D_{1}n_{1}}{1000}}={\frac {\pi D_{2}n_{2}}{1000}}$ ${\ displaystyle V_ {p1} = V_ {p2} = {\ frac {\ pi D_ {1} n_ {1}} {1000}} = {\ frac {\ pi D_ {2} n_ {2}} {1000 }}}$ ${\ displaystyle V_ {p1} = V_ {p2} = {\ frac {\ pi D_ {1} n_ {1}} {1000}} = {\ frac {\ pi D_ {2} n_ {2}} {1000 }}}$
Simplificând formula, se obține o egalitate între produsul numărului de rotații și diametrul fiecărei roți.
$D_{1}n_{1}=D_{2}n_{2}$ ${\ displaystyle D_ {1} n_ {1} = D_ {2} n_ {2}}$ ${\ displaystyle D_ {1} n_ {1} = D_ {2} n_ {2}}$ Raportul de transmisie este astfel definit, indicat de litera greacă τ (tau), adică raportul dintre diametrul primei roți și cel al celei de-a doua, echivalent cu raportul dintre numărul de rotații ale celei de-a doua roți și cel al primul; putem afirma deci că într-o transmisie cu roți de frecare numărul de rotații al unei roți este invers proporțional cu diametrul acesteia.
$\tau ={\frac {D_{1}}{D_{2}}}={\frac {n_{2}}{n_{1}}}$ ${\ displaystyle \ tau = {\ frac {D_ {1}} {D_ {2}}} = {\ frac {n_ {2}} {n_ {1}}}}$ ${\ displaystyle \ tau = {\ frac {D_ {1}} {D_ {2}}} = {\ frac {n_ {2}} {n_ {1}}}}$

În timp ce pentru echipamentele electrice, cum ar fi filele , se utilizează ambreiaje nu foarte diferite de cele ale mașinii sau motocicletelor, acestea din urmă diferă datorită comenzii magnetice, care le deconectează în caz de forță excesivă aplicată, din cauza unei defecțiuni sau a unei erori de setare , sau la schimbarea raportului de transmisie și / sau a sensului de rotație.

Ambreiajul vehiculelor

Ambreiaj tip auto

Ambreiaj tip motocicletă

Ambreiaj centrifugal

O aplicație tipică este în mașină , unde ambreiajul introdus în transmisie între motor și cutie de viteze permite dezactivarea temporară a cuplului produs de motor pentru a permite schimbarea turației și deconectează roțile de la motor atunci când vehiculul este staționar, menținându-l în funcțiune.motorul.

Istorie și evoluție

Principalul impediment în calea aplicării practice a motorului cu ardere internă la vehiculele terestre a fost faptul că, spre deosebire de motorul cu aburi și cel electric , acesta nu putea porni de la un punct mort. De la primele mașini cu motoare pe benzină Benz și Daimler , a apărut problema modului de a transfera mișcarea motorului pe roți pentru a porni progresiv mașina. Sistemul ales a fost sistemul cu curea și scripete, deja utilizat pe alte tipuri de mașini statice. Cu acest sistem s-a obținut dublul rezultat al punerii treptate a vehiculului în mișcare printr-o alunecare inițială dorită a curelei sau prin eliberarea controlată a acesteia și posibilitatea de a avea o cutie de viteze primitivă, folosind mai multe scripeți de diferite diametre pe care se afla cureaua. mutat.să varieze raporturile și o scripete liberă pentru a obține poziția neutră. Acest sistem, deși cu mai multe variante, a fost utilizat pe aproape toate mașinile până în ultimii ani ai secolului al XIX-lea și, în unele cazuri, chiar în primii ani ai secolului al XX-lea.

Primele ambreiaje reale au apărut între 1899 și începutul noului secol odată cu introducerea ambreiajului conic: două suprafețe conice trunchiate dintre care una acoperită cu piele și cealaltă din metal, aceasta din urmă conectată la motor și făcând parte din volant. , așa cum se întâmplă și astăzi, au fost împinse unul de celălalt de un sistem de arcuri printr-o manetă sau mecanism cu pedală acționat de șofer. Ambreiajele conului erau în esență de două tipuri, con drept, cu conicitatea de pe partea volantului convergent către motor, sau con inversat, cu conicitate inversă, un sistem utilizat mai ales la primele mașini fabricate în Franța, cum ar fi Talbot și Renault . Ambreiajul cu piele și-a arătat în curând limitele de utilizare, gândiți-vă doar că în manualele vremii era recomandat să îl folosiți cu precauție până când pielea a fost nouă sau să aveți grijă să nu o umeziți când spălați mașina și în caz de uzură și alunecare, s-a recomandat utilizarea prafului de sulf sau chiar a pasului.

De fapt, se poate spune că ceea ce a dat adevăratul impuls dezvoltării automobilului a fost introducerea ambreiajului (în timp ce tehnologia motoarelor endoterme fusese deja dezvoltată de ani de zile și utilizată în motoarele exterioare marine).

O primă alternativă, dar de puțin folos, ambreiajului cu conul a fost ambreiajul cu tambur, un sistem similar cu cel al tamburilor de frână, cu materialul de frecare așezat pe pantofi sau pe suprafața interioară a tamburului cu un inel produs de englezul Herbert Frood, fondatorul Ferodo , care a jucat un rol important în evoluția materialelor de frecare atât ale frânelor, cât și ale ambreiajelor. Odată cu creșterea puterii motoarelor, nici măcar acest sistem nu era mai potrivit, deoarece trebuia să mărească dramatic diametrul tamburului sau al suprafeței de frecare.

Așa că am ajuns curând la ambreiajele cu discuri multiple din oțel pentru baie de ulei și un rol important l-au avut mașinile de curse care între anii 10 și 20 au folosit acest sistem pentru a gestiona puterea motoarelor. Trecând prin ambreiajele cu un singur disc în baie de ulei cu plută ca material de frecare, ulterior, odată cu evoluția materialelor, ambreiajele cu un singur disc uscat au fost în cele din urmă create, sistemul utilizat în mod obișnuit pe vehiculele actuale, de la autoturisme la vehicule comerciale ușoare.

Tipul ambreiajului

Ambreiajele pot funcționa în diferite moduri:

Ambreiaj uscat , ambreiajul rămâne într-un mediu izolat sau este lăsat parțial expus la aer, ceea ce permite minimizarea absorbției de energie a acestuia, absorbții date de frecare vâscoasă și prin stropire cu uleiul.
Baie ambreiaj d ' ulei , în care elementul de frecare este scufundat într-un lichid de răcire și lubrifiant, ceea ce îmbunătățește durabilitatea și rezistența la stres.
Ambreiaj centrifugal , caracterizat printr-o funcționare automată, legată de viteza de rotație a acestuia.
Convertor de cuplu , un sistem utilizat în transmisiile automate

Structura ambreiajului

Ambreiaj uscat cu mai multe plăci al unui motor Ducati

În funcție de tip, ambreiajele au structuri diferite:

Ambreiaj cu o singură placă , la autovehicule cel mai utilizat ambreiaj în prezent este ambreiajul cu o singură placă. Cuplul furnizat de motor este transmis arborelui antrenat prin exploatarea rezistenței la frecare care se dezvoltă între cele două suprafețe, una integrală cu arborele de antrenare și cealaltă cu arborele de intrare al cutiei de viteze, presate împreună datorită acțiunii arcurilor. Discul acționat, din tablă de oțel și echipat cu garnituri inelare cu coeficient ridicat de frecare fixat la acesta de nituri, este montat pe butucul canelat: canelura permite discului să alunece câțiva milimetri. Pentru a face cuplarea mai elastică și progresivă, discul este echipat cu arcuri de cuplare flexibile. Mecanismul plăcii de presiune are sarcina de a duce mai departe și de a apăsa placa antrenată împotriva volantului fixat pe arborele cotit. Componenta care vă permite să acționați asupra mecanismului de rotație este rulmentul de tracțiune, format dintr-un rulment, în general rulmenți cu bile, capabil să reziste la o tracțiune axială. Prin apăsarea pedalei, maneta de comandă îndepărtează placa antrenată de volant. Când pedala este eliberată, contactul este restabilit și, datorită frecării generate între diferitele suprafețe, se atinge aceeași viteză de rotație.
Ambreiaj Multi-, în ambreiajul multidisc (în baie de ulei sau uscat) constând din mai multe plăci antrenate, cuplul de antrenare este crescută ca suprafața de contact este mărită. Controlul celor două ambreiaje poate fi atât mecanic, cât și hidraulic. Efortul maxim care trebuie exercitat asupra pedalei este de aproximativ 120 N și aproximativ 180 N pe camioane. Această forță este înmulțită cu pârghii și tirante (comandă mecanică) sau prin comenzi hidraulice.
Ambreiaj centrifugal , utilizat în principal în aplicații pentru scuter și minimoto:
- Cu mase mobile , este cel mai utilizat tip de ambreiaj, unde este compus din mase mobile, așezate pe știfturi și libere să plutească (exact ca frâna cu tambur), în timp ce arcurile acționează asupra acestor mase, astfel încât să nu transmită mișcarea înainte de o anumită limită (sau acționând în sens opus).
- Cu bile , este cel mai recent model, în care ambreiajul este acționat de bile care alunecă pe un ghid, făcându-le să iasă în afară pe măsură ce viteza de rotație crește, pentru a activa ambreiajul care permite transmiterea mișcării (exact ca prima scripete a cutiei de viteze)

Comanda ambreiajului

La autoturisme , când pedala de comandă (cea mai stângă) este apăsată printr-un sistem mecanic (pârghii sau tiranți) sau hidraulic, presiunea este generată de mecanismul plăcii de presiune și de rulmentul de împingere relativ datorită unui arc cu disc cu plăci radiale sau diafragma vehiculelor curente sau prin arcuri de torsiune mai liniare anterior. Discul cu un coeficient ridicat de frecare este astfel îndepărtat, făcând liberă transmisia cuplului generat de motor, în această fază arborele de antrenare și arborele antrenat sunt deconectate.

La motociclete, ambreiajul este deschis prin intermediul unei pârghii situate pe mânerul stâng al ghidonului.

În scuterele fără roți dințate, în ferăstraie cu lanț , motocoase și alte unelte echipate cu un motor cu ardere, se folosesc ambreiaje automate care, datorită efectului maselor supuse forței centrifuge , sunt capabile să se cupleze atunci când viteza unghiulară depășește o anumită limită.
În alte aparate, de exemplu unele mașini de tuns iarba , se folosesc ambreiaje care se deschid dacă cuplul rezistent depășește o valoare limită, de exemplu dacă mașina sau lama întâmpină un obstacol.

Numărul de discuri

Disc de ambreiaj auto, puteți vedea cuplajul flexibil cu arcuri de diferite tipuri care se disting prin culoare

Ambreiajele pot avea un număr diferit de discuri:

Un singur disc
Disc dublu
Triplu disc

Ambreiaje cu disc dublu și triplu al căror scop este de a transmite un cuplu mai mare decât cele simple și sunt montate pe mașini sau motociclete în raport cu puterea livrată de motor.

Discul ambreiajului este în general echipat cu arcuri de cuplare flexibile, un sistem utilizat practic pe toate vehiculele actuale, pentru a face cuplarea mai puțin bruscă. Acest sistem este, în general, aplicat pe butuc sau, alternativ, la periferia diametrului mediu al discului și funcționează cu mai multe arcuri elicoidale de aceeași calibrare sau diferite, dar poate fi aplicat invers volantului utilizând un disc dur.

În general, la alegerea numărului de discuri, se ia în considerare diametrul final pe care trebuie să îl aibă ambreiajul, deci dacă un ambreiaj conceput pentru puterea menționată anterior are un diametru primitiv al coroanei de căptușeală cu un coeficient ridicat de frecare, numărul de discurile sunt mărite și, astfel, se reduce diametrul final al ambreiajului, dar cu dimensiunile globale crescute longitudinal.

Variante

Ambreiajul de tracțiune, precum și modelul tradițional este alcătuit și din alte variante:

Ambreiaj pentru papuci

Acest tip de ambreiaj este utilizat în principal pe motociclete, se distinge de ambreiajul normal pentru simplul fapt că în cazul în care frâna motorului este excesivă, doar alunecă discurile pentru a împiedica saltul roții din spate, declanșând oscilații care ar putea conduc la pierderea controlului motociclistului.

Există două tipuri de ambreiaj pentru papuci:

Reglabil: unde este posibil să setați în funcție de cât de multă frână de motor va trebui să se deschidă ambreiajul și cum. Cea mai obișnuită metodă este printr-un sistem de arcuri care, în funcție de gradul de rezistență, vă permit să reglați deschiderea.
Nereglabil sau fix: este cel instalat standard pe cele mai sportive motociclete, unde compania-mamă este cea care decide comportamentul și gradul de deschidere a ambreiajului.

În cazul unui ambreiaj pentru papuci calibrat pentru a lăsa discurile să alunece deja cu frână mică de motor, veți avea o motocicletă al cărei comportament va fi similar cu o motocicletă 2T. În cazul opus, adică un ambreiaj pentru papuci calibrat pentru a lăsa discurile să alunece cu un cuplu mult mai mare, roata din spate poate provoca alunecări sau alunecări, chiar și marcat.

Roată liberă

Primele ambreiaje pentru papuci au fost echipate cu sisteme de roți libere, care au decuplat complet motorul de pe roată dacă s-a trezit la o viteză mai mică decât transmisia.

Aceste ambreiaje au fost produse la mijlocul anilor 80, pentru Honda VF ^[1]

Cam

Acest lucru se datorează faptului că sunt echipate cu un sistem de frecare, guvernat de o pereche de discuri cu un profil de camă specific și menținut apăsat de un arc, profilul discurilor este conceput astfel încât, cu motorul în tracțiune, toată forța să fie transmisă fără acționând. minim pe arcul care le ține împreună, în timp ce cu motorul în repaus care acționează ca o frână pot aluneca unul pe celălalt datorită bilelor metalice, depășind forța arcului care le ține împreună, cu atât este mai mică rezistența arc și cu cât este mai mic efectul frânei motorului și cu atât este mai mică posibilitatea blocării roții din spate.

Servo-asistat

Un alt tip de ambreiaj cu alunecare este ambreiajul APTC (Adler Power Torque Clutch) care nu folosește acest dispozitiv suplimentar, ci o formă specială a ambreiajului în sine, care, în loc să mențină discurile ambreiajului apăsate de forța arcurilor, folosește și forța transmisiei motorului, care reduce rigiditatea arcurilor de utilizat și forța necesară pentru acționarea ambreiajului.

La depresie

La unele motoare Rotax se utilizează sisteme pneumatice de vid, care prin depresiunea prezentă în conducta de admisie a motorului, acționează mai mult sau mai puțin marcat asupra ambreiajului, activând automat ambreiajul, pentru a desprinde discurile ambreiajului și a reduce transmisia. ^[1]

Ambreiajele de două dimensiuni diferite, dintre care una se află în interior

Ambreiaj triplu

În 2016, Honda, modelată pe sistemul său cu dublu ambreiaj, cu arbori coaxiali, a dezvoltat și brevetat o cutie de viteze cu trei ambreiaje, aducând numărul de trepte la 11. ^[2]

Notă

^ ^a ^b Massimo Clarke, Frâna motorului de verificat , în Masterbike , n. 1, ianuarie 2010, pp. 38-39.
^ De la Honda cutia de viteze cu triplu ambreiaj cu 11 trepte

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre ambreiaj

linkuri externe

( EN ) Clutch / Clutch (altă versiune) , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
Descrierea funcționării ambreiajului APTC , pe motoitaliane.it . Adus la 23 iulie 2009 (arhivat din original la 22 aprilie 2010) .
Dicționar tehnic de automobilism , pe staff.nt2.it .
Cum funcționează un ambreiaj pentru papuci? STM ne-o explică! , pe regnomoto.com . Adus la 1 mai 2010 (arhivat din original la 19 noiembrie 2010) .

Controlul autorității	NDL ( EN , JA ) 00567015

Portal de inginerie

Portalul de transport

[aa-1] Massimo Clarke, Frâna motorului de verificat , în Masterbike , n. 1, ianuarie 2010, pp. 38-39.

[2] De la Honda cutia de viteze cu triplu ambreiaj cu 11 trepte

[1]

[2]