Un elemento importante di una trasmissione meccanica è la frizione, che viene utilizzata per scollegare momentaneamente il motore dalla trasmissione. Inoltre, la frizione agisce come una sorta di ammortizzatore che protegge il motore dai sovraccarichi.
Invenzione del meccanismo della frizione
L'invenzione del meccanismo della frizione è attribuita a Karl Benz. Se questo è vero o no, è impossibile stabilirlo in modo affidabile: diverse aziende erano contemporaneamente impegnate nella produzione e nel miglioramento delle prime auto nel 19° secolo, e tutte hanno seguito il loro sviluppo, come si suol dire, "testa a testa. " Il tipo più antico di frizione, diffuso sulla maggior parte delle auto tra la fine del XIX e l'inizio del XX secolo, era la frizione conica. Le sue superfici di attrito erano rastremate. Tale frizione trasmetteva più coppia, a parità di dimensioni, rispetto all'attuale monodisco, era estremamente semplice nella sua struttura e nella sua cura.
Un disco conico pesante di questo tipo di frizione possedeva una grande inerzia e quando si cambiava marcia dopo aver premuto il pedale, continuava a ruotare al minimo, il che rendeva difficile l'innesto della marcia. Per frenare il disco della frizione, è stata utilizzata un'unità speciale: un freno a frizione, ma il suo utilizzo era solo metà della soluzione al problema, così come la sostituzione di un cono con due meno massicci. Di conseguenza, già negli anni '20, una costruzione così pesante e ingombrante (per la quale l'utilizzo richiede un notevole sforzo muscolare), come una frizione conica, fu completamente abbandonata. C'era anche una frizione a cono inverso che funzionava per espandersi.
Il principio stesso di questo meccanismo ha trovato una nuova incarnazione nella progettazione dei moderni cambi con sincronizzatori. I sincronizzatori del cambio sono essenzialmente piccole frizioni coniche che funzionano sfregando il bronzo (o altro metallo ad alto attrito) contro l'acciaio.
Il principio del meccanismo
Le seguenti parti principali sono coinvolte nel funzionamento del gruppo frizione:
- un volano rigidamente fissato all'albero a gomiti dell'unità di potenza;
- 2 dischi - pressione e guidati, che compongono il meccanismo di attrito;
- involucro;
- molle a pressione;
- cuscinetto;
- molla a diaframma sotto forma di leve concentriche;
- forchetta;
- cilindro secondario della trasmissione idraulica che viene azionato quando si preme il pedale.
Il meccanismo più primitivo utilizzato nel secolo scorso non includeva un cilindro idraulico, che facilita notevolmente il lavoro del conducente. Invece, c'era una trasmissione meccanica via cavo.
Il disco di trasmissione (noto anche come cestello) è imbullonato al volano e ruota con esso. Lo stato normale della frizione quando il pedale è in posizione premuta è "collegato". Cioè, l'albero motore del motore e il cambio primario sono collegati tramite un disco premuto contro il piano del volano da una molla.
Quando si preme il pedale, l'unità funziona secondo il seguente algoritmo:
- Attraverso il liquido dei freni, la forza viene trasmessa al cilindro idraulico che spinge la forcella.
- La forcella preme sul cuscinetto e spinge le leve concentriche, le cui estremità vanno in battuta contro il piatto di pressione.
- Le estremità delle leve vengono tirate indietro e rilasciano il disco, di conseguenza la connessione tra gli alberi è interrotta, mentre l'albero motore rotante non fa girare gli ingranaggi della scatola.
- Quando devi partire, rilasci gradualmente il pedale. Il cuscinetto rilascia le leve che, sotto l'influenza delle molle, premono sul disco. Quest'ultimo viene premuto contro il volano dalla superficie di attrito e l'auto si muove dolcemente in avanti.
- L'algoritmo viene ripetuto ad ogni cambio di marcia.
Varietà di nodi
I modelli di frizione esistenti sono suddivisi nei seguenti tipi:
- dal numero di superfici di attrito: mono e multidisco;
- per metodo di controllo: meccanico, servocomandato e idraulico;
- ambiente di lavoro - asciutto e umido.
Il sistema multidisco è implementato insieme a motori ad alta potenza. Il motivo è il seguente: un gruppo di guarnizioni di attrito è difficile da sopportare carichi maggiori e si consuma piuttosto rapidamente. Grazie al design con due dischi separati da un distanziale, la grande coppia viene distribuita uniformemente sui 2 gruppi di pastiglie (lo schiacciamento avviene contemporaneamente). La riduzione del carico specifico aumenta la durata dell'unità.
Meccanico
La struttura di una frizione meccanica è solitamente costituita da uno o più dischi d'attrito che vengono compressi con il volano o tra di loro da molle. La frizione meccanica è azionata tramite un cavo.
Il volano è imbullonato all'albero motore. Viene utilizzato come unità principale.
Ora è comune utilizzare un volano a doppia massa che stabilizza i carichi di coppia sull'albero. Entrambe le parti sono collegate tra loro da molle.
Il cestello è del tipo a pressione (i petali si muovono verso l'interno, verso il volano) e del tipo a scarico (ad esempio su alcuni modelli francesi). Ogni tipo ha il proprio cuscinetto di rilascio. Il cestello è imbullonato al volano.
Il disco condotto entra nelle scanalature dell'albero della scatola ed è in grado di muoversi lungo di esse. Le molle smorzatrici a disco svolgono la funzione di smorzare le vibrazioni al momento del cambio marcia.
I pattini di attrito sono rivettati alla base del disco condotto. Sono fatti di un materiale composito: più spesso - da fili di Kevlar o fibra di carbonio, a volte - da ceramica. Particolarmente resistenti sono le fodere in cermet. Sono progettati per resistere a temperature fino a 600°C per breve tempo.
Il cuscinetto di rilascio è fissato all'involucro protettivo e dispone di un cuscinetto di rilascio. Situato sull'albero di ingresso.
Principio di funzionamento
Un volano è attaccato all'albero a gomiti del motore e funge da disco di trasmissione. Inoltre, c'è un "cestello" (cioè spingidisco) e un disco frizione (con guarnizioni di attrito). Il "cestello" preme il disco condotto contro il volano, che contribuisce alla trasmissione della coppia al cambio dal motore.
Lo spingidisco ha una forma circolare con base radiale ed è strettamente connesso al volano. Contiene molle di rilascio a petalo che interagiscono con il cuscinetto a pressione. La dimensione della pastiglia corrisponde al diametro del volano. Un disco condotto si trova tra la piattaforma e il volano. Il cuscinetto di rilascio preme le molle di rilascio al centro del disco di rilascio. Il movimento dalla pressione del pedale della frizione passa attraverso il cavo fino alla forcella di rilascio e sposta già il cuscinetto di rilascio. Al centro del disco, il cuscinetto preme contro le molle di rilascio. Di conseguenza, la piattaforma esce dall'impegno con il disco condotto.
Idraulico
Una frizione idraulica è una frizione meccanica azionata idraulicamente.
I componenti principali sono, prima di tutto, i cilindri: principale e funzionante. Se si preme il pedale della frizione, l'asta del cilindro idraulico principale si muoverà di conseguenza. La pressione risultante passa attraverso il tubo nel cilindro slave, che muove la forcella di rilascio e che sposta il cuscinetto.
Due dischi
Questa frizione è utilizzata in autocarri pesanti, trattori, carri armati, alcune motociclette e auto sportive.
Viene utilizzato quando sono presenti coppie sovradimensionate. La sua installazione garantisce una maggiore durata delle parti strutturali utilizzate.
Utilizza 2 dischi guidati e il "cestello" ha due superfici di lavoro. Al design è stato aggiunto un sistema di controllo della pressatura sincrono.
Attrito bagnato
I meccanismi di questa frizione svolgono le loro funzioni in un ambiente oleoso.
Viene utilizzato su moto che hanno un motore trasversale.
Ciò è dovuto alla caratteristica del design dei motori delle moto stesse. Qui viene utilizzato lo stesso basamento: sia per il cambio che per il motore.
Principio di funzionamento. Lo stelo, che passa attraverso l'albero cavo del cambio, invia un moto alternativo dal cavo della leva della frizione.
Il ruolo del cuscinetto di rilascio è svolto dalla sfera all'estremità dell'asta. Agisce sul fungo. Di conseguenza, la piastra di pressione viene retratta, la compressione tra il pacco dischi viene indebolita, l'albero del cambio smette di girare.
Elettrico
La differenza costruttiva tra l'impianto elettrico e quello meccanico è il motore elettrico. Si attiva quando si abbassa il pedale della frizione. Il motore elettrico muove il cavo e già sposta il cuscinetto di rilascio attraverso il bilanciere.
Malfunzionamenti comuni
Molto spesso, si verificano i seguenti problemi nel meccanismo della frizione:
- perdita del bracciale del cilindro idraulico;
- usura critica delle guarnizioni di attrito;
- indebolimento della molla a diaframma;
- lubrificazione e scorrimento del disco condotto;
- rottura o inceppamento della spina.
Solo il primo malfunzionamento associato a una perdita di liquido dei freni consente di arrivare senza problemi al servizio di auto. In altri casi, la frizione potrebbe non innestarsi e non sarai in grado di guidare ulteriormente.
