AMBREAJUL

AMBREAJUL

B7 CONSTRUCTIA AMBREIAJULUI

Ambreiajul este organul de legatura a transmisiei cu motorul, fiind montat intre motor si schimbatorul de viteze. Ambreiajul permite cuplarea si decuplarea lina a transmisiei cu motorul, in urmatoarele situatii:

- la plecarea autovehiculului de pe loc , cand trebuie rotita progresiv transmisia de la zero la turatia arborelui cotit necesara pentru a invinge rezistenta la rulare si forta de inertie a automobilului (puterea motorului este direct proportionala cu turatia arborelui cotit);

- la schimbarea treptelor de viteza pentru ca rotile dintate ale schimbatorului de viteze sa functioneze fara sarcina , realizandu-se o cuplare fara socuri.

Ambreiajul este si un organ de proiectie al transmisiei , deoarece la un moment rezistent mai mare de cat momentul pentru care a fost calculat , ambreiajul patineaza . Patinarea ambreiajului se obtine prin alunecarea placilor lui una fata de cealalta.

Inainte de virgula, punct si punct cu virgula nu mai lasa spatii deoarece arata rau. Dupa punct se lasa un spatiu liber. Corecteaza tot textul.

Dupa principiul de functionare , ambreiajul se imparte in :

- ambreiaje mecanice (cu frecare)

- ambreiaje hidraulice

- ambreiajele combinate

7.1 Cerintele, clasificarea si particularitatile de functionare ale ambreiajului

Cerinte impuse ambreiajelor

Cerintele principale impuse ambreiajelor automobilelor sunt urmatoarele:

- la decuplare , sa izoleze rapid si complet motorul de transmisie , pentru a face posibila schimbarea vitezelor fara socuri;

- la cuplare sa imbine lin motorul cu transmisia , pentru a evita pornirea brusca din loc a automobilului si socurile in mecanismele transmisiei ;

- in stare cuplata sa asigure o imbinare perfecta intre motor si transmisie , fara patinare

- elementele conduse ale ambreiajului sa aiba momente de inertie cat mai redusa pentru micsorarea sarcinilor dinamice in transmisie ,

- sa aiba o functionare sigura si de lunga durata

- actionarea sa fie simpla si usoara

- regimul termic sa aiba valori reduse si sa permita o buna transmitere a caldurii in mediul inconjurator , iar constructia sa fie simpla si tehnologica.

Clasificarea ambreiajelor

Ambreiajele folosite in constructia de automobile se clasifica dupa modul de transmitere a momentului si dupa modul de actionare (figura 7.1).

Fig. 7.1 Clasificarea ambreiajelor

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; ambreiajele mecanice pot avea unul sau mi multe discuri de frictiune , pot fi cu arcuri dispuse periferic, cu arc central spiral sau diafragma si centrifugal sau semi- centrifuge;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; ambreiajele hidraulice pot fi cu prag fix , cu prag mobil sau cu camera de colectare;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; ambreiajele electromagnetice pot fi cu sau fara pulbere feromagnetica.

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; ambreiajele neautomate sunt puse in functiune de forta musculara a conducatorului prin actionarea mecanica sau hidraulica; uneori sistemul de actionare a ambreiajului neautomat este prevazut cu un servomecanism de tip mecanic , hidraulic sau pneumatic care reduce efortul depus se conducator;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; ambreiajele automate pot fi actionate hidraulic , pneumatic , electric sau vacumatic, in functie de pozitia pedalei acceleratorului,turatia si sarcina momentului sau de pozitia parghiei de schimbare a treptelor de viteze.

Pentru autoturismul din tema de proiect am ales un ambreiaj mecanic monodisc cu arc central diafragma decuplabil prin comprimare.

Solutia adoptata prezinta urmatoarele avantaje:

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; apasarea discului de presiune pe suprafata de frecare se face uniform;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; actionare usoara;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; progresivitate mare la cuplare;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; nu are tendinta de patinare la uzarea garniturilor;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; echilibrare usoara.

7.2 Ambreiajele mecanice

Ambreiajele utilizate la majoritatea automobilelor sunt ambreiajele mecanice , la care transmiterea momentului motor la celelalte organe ale transmisiei se realizeaza prin forte de frecare ce se dezvolta intre doua sau mai multe perechi de suprafete in contact .

La ambreiajele de automobile se disting trei parti principale (fig. 7.2)

- partea conducatoare , formata din piese care sunt permanent in legatura cu motorul (se rotesc totdeauna cand motorul functioneaza );

- partea condusa care cuprinde piesele ce sunt in legatura cu transmisia motorului;

- mecanismul de functionare , compus din piese ce transmit comanda de actionare a ambreiajului .

Partea conducatoare cuprinde : volantul 1, placa de presiune 3 si carcasa ei 11, arcurile ambreiajului 9 , parghiile de debreiere 6.

Placa de presiune 3 impreuna cu carcasa 11 sunt fixate de volant prin intermediul unor suruburi . Suprafata lustruita a placii de presiune este una din suprafetele active de frecare ale ambreiajului .

Arcurile ambreiajului 9 apasa placa de presiune 3 cu o anumita forta , care sa asigure transmiterea de catre ambreiaj a cuplului maxim al motorului. Arcurile sunt asezate intre placa de presiune si carcasa , avand fiecare bucsa de ghidare .Ambreiajele pot avea arcuri periferice sau un singur arc central.

Parghiile de debreiere 6 sunt articulate de urechile 4 si 5 ale placii de presiune si ale carcasei . Capetele parghiilor , asupra carora apasa rulmentul de presiune 8, trebuie sa se afle toate in acelasi plan , perpendicular pe axa ambreiajului . Acest lucru se realizeaza prin suruburile de reglaj. In ultimul timp parghiile de debreiere cat si arcurile sunt inlocuite printr-o diafragma (Dacia 1300, Fiat 850 Renault 10), formata dintr-un disc de otel , avand taieturi radiale .Diafragma care echivaleaza cu o serie de parghii elastice asezate circular , se reazema pe un inel de otel care constituie linia ei de articulatie .

Fig.7.2 Ambreiajul mecanic cu un singur disc

1- volan; 2- discul condus (al ambreiajului); 3- placa de presiune; 4- urechile placii de presiune; 6- parghiile de debreiere; 7- mansonul rulmentului de presiune ; 8- rulmentul de presiune ; 9- arcurile ambreiajului; 10- garnitura termoizolanta ; 11- carcasa placii de presiune ; 12- orificii de evacuare a uleiului.

Partea condusa a ambreiajului este formata din discul ambreiajului 2, montat intre volantul 1 si placa de presiune 3; discul este solidarizat la rotatie , cu arborele primar al schimbatorului de viteze .

Discul ambreiajului se compune dintr-un disc de otel , prevazut cu taieturi radiale pentru a-i da elasticitatea necesara . Pe discul metalic se monteaza , prin nituire cu cap inecat , garniturile de frecare din ferodo (material care are un coeficient de frecare mare) In scopul unei cuplari line a ambreiajului , intre discul metalic si garnitura de frecare, in partea dinspre schimbator de viteze sunt montate arcuri lamelare. Un capat al arcului este nituit la discul metalic, iar celalalt capat la garnitura de frecare. Arcurile sunt indoite in asa fel, incat, in stare libera intre disc si garnitura exista un joc. La cuplarea ambreiajului, pe masura ce se elibereaza pedala, discul de presiune se deplaseaza spre volant, comprimand arcurile lamelare ale discului de frecare, si astfel momentul e transmis creste treptat, ceea ce conduce la o cuplare lina a ambreiajului. Montarea discului ambreiajului pe arborele primar al schimbatorului de viteze se face cu ajutorul unui butuc cu caneluri, de flansa caruia se fixeaza prin nituire (de mentionat ca nu la toate tipurile de automobilele discul de ambreiaj se monteaza pe arborele primar al cutiei de viteze.

In scopul protejarii transmisiei contra oscilatiilor la rasucire, discul ambreiajului este prevazut cu un sistem de amortizare, cu frictiune sau hidraulic.

Sistemul de amortizare cu frictiune este cel mai raspandit. La discul ambreiajului prevazut cu amortizare prin frictiune, fixarea discului metalic de flansa butucului se face prin arcuri elicoidale (fig. 7.3). Arcurile sunt montate in stare comprimata, in ferestre practicate in flansa butucului si in discul metalic. In acest fel, momentul motor de la discul metalic la flansa butucului se transmite prin arcurile precomprimate .In cazul in care prin ambreiaj nu se transmite nici un moment, ferestrele din discul metalic si flansa butucului coincide. La transmiterea momentului, deci la cuplare, forta se transmite prin arcuri, care se comprima iar discul se deplaseaza fata de flansa, primind o deplasare unghiulara. In acest mod se realizeaza legatura elastica intre butuc si disc, care conduce la amortizarea oscilatiilor si rasucire. Totodata se realizeaza si o cuplare mai lina a motorului cu transmisia.

Fig. 7.3 Disc de frictiune cu arcuri de amortizare

In timpul cuplari ambreiajului, arcurile ambreiajului 9 dezvolta o forta de presare asupra discului de presiune 3 si acesta, la randul sau asupra discului de frecare 2, suficient pentru ca frecarea care i-a nastere intre aceste doua discuri si volant sa poata transmite momentul motor la cutia de viteze.

La debreiere cand conducatorul automobilului apasa asupra pedalei, furca de debreiere impinge rulmentul de presiune 8 inainte. Acesta actioneaza capetele parghiilor de debreiere 6, care deplaseaza discul de presiune 3 invingand forta arcurilor 9 in felul acesta, discul de frecare 2, ne mai fiind presat asupra volantului 1 si disparand forta de frecare, se va opri, odata cu arborele primar al schimbatorului de viteze.

Mecanismele de actionare a ambreiajelor pot fi cu comanda mecanica sau cu comanda hidraulica.

Ambreiajele cu comanda mecanica sunt formate dintr-un sistem de parghii si arcuri, care asigura cuplarea si decuplarea ambreiajului.

Citeste cu atentie tot textul. Ai multe litere inversate sau lipsa.

7.2.1 Discul de frictiune

Pentru a obtine o cuplare cat mai buna a transmisiei cu motorul, ambreiajul automobilului trebuie sa fie cat mai elastic. Din acest punct de vedere cele mai corespunzatoare sunt ambreiajele cu mai multe discuri deoarece momentul motor este transmis treptat de la un disc la altul, ceea ce asigura o frecare progresiva si deci o cuplare lina. La ambreiajul cu un singur disc, cuplarea se face mult mai rigid si din aceasta cauza discurile de frictiune ale acestora au o constructie speciala. In scopul asigurarii unei cuplari cat mai line, solutiile constructive mai des utilizate si totodata recomandabile sunt cele ale discurilor ondulate sau prevazute cu arcuri plate in interior, dupa cum se arata in fig. 7.4.

Partea periferica a discului reprezentata in fig. 7.4 a, este impartita in mai multe sectoare 2, indoite in afara sau inauntru prin, alternare. Numarul sectoarelor se recomanda sa fie intre 4 si 12, in functie de diametrul discului. Taieturile radiale care dau nastere la sectoarele ondulate micsoreaza totodata si tendinta spre deformare a discului metalic. In stare libera, intre garniturile de frictiune 1 si 3 exista un joc δ = 12 mm iar cand discul este presat, ondulatiile incep sa se indrepte treptat ceea ce asigura o frecare progresiva si deci o cuplare lina. Un dezavantaj al discurilor cu sectoare consta in dificultatea de a obtine aceeasi rigiditate la toate sectoarele.

Fig. 7.4 Constructia discurilor de frictiune

O rigiditate mai uniforma pe suprafata discului de frictiune se obtine prin constructia in fig. 7.4 b, la care sunt introduse arcuri late intre disc si garniturile de frictiune ceea ce face ca intre ele sa apara, in stare libera, un joc δ = 12 mm care se preia in procesul cuplarii. Numarul arcurilor 4 plate se recomanda sa nu fie mai mici de 6.

Deoarece discurile trebuie sa fie elastice, se executa din otel laminat cu continut mediu sau ridicat de carbon cu grosime de 1,42 mm . Taierea si indoirea sectoarelor se face in prese speciale. In scopul mentinerii formei si calitatilor elastice dorite, tratamentul termic se face tot in presa. Dupa calirea in ulei si revenire, trebuie sa aiba duritate HRC = 38.50 Arcurile plate se executa din banda de otel laminat la rece si lustruit in prese la temperatura de aproximativ 420˚ C.

7.2.2 Garniturile de frictiune

In constructia ambreiajelor se folosesc cupluri de frecare compuse din materiale diferite, respective volantul si discurile de presiune din metal, iar garniturile discului de frictiune din material metalic. Materialul de baza pentru confectionarea garniturilor de frictiune este azbestul, care are o stabilitate chimica si termica foarte buna. Acesta poate fi utilizata sub forma unor fire scurte sau sub forma unor texturi, care impreuna cu insertii metalice, se preseaza in lianti de tipul rasinilor sintetice, ale caror proprietati influenteaza in mod hotarator functionarea ambreiajului.

Cele mai raspandite incluziuni metalice sunt plumbul, zincul, cuprul si alama, sub forma de sarma, span sau pulbere.

Cerintele principale impuse garniturilor de frictiune ale ambreiajelor sunt:

- sa asigure coeficientul de frecare dorit si asupra lui sa influenteze putin variatiile de temperatura, ale vitezei de alunecare si ale incarcarii specifice;

- sa aiba o rezistenta ridicata la uzura mai ales la temperaturi inalte;

- sa-si refaca rapid proprietatile de frictiune initiale. Dupa incalzirea urmata de racirea corespunzatoare;

- sa aiba stabilitate mare la temperatura ridicate;

- sa aiba proprietati mecanice (rezistenta, elasticitate, plasticitate )ridicate;

- sa se prelucreze usor si sa asigure o cuplare lina fara socuri, la plecarea din loc a automobilului.

Fig. 7.5 Garnituri de frictiune ambreiaj

Uzura garniturilor de frictiune depinde de incarcarea specifica, de viteza de alunecare, si de temperatura, cunoscand ca la temperaturi mai mari de 250˚C intensitatea uzuri creste brusc.

Fixarea garniturilor de frictiune pe disc se face cu nituri sau prin lipire cu cleiuri termorezistente. Raspandirea cea mai mare o are nituirea, deoarece asigura rezistenta si siguranta in functionare si permite inlocuirea garniturilor fara prea mare greutate. Niturile utilizate sun executate din materiale cu duritate redusa (cupru, alama, aluminiu), care nu provoaca zgarieturi pe suprafetele de frecare.

Tipuri de garnituri utilizate:

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; garnituri FERODO pe baza de fibre de azbest;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; garnituri din rasini sintetice armate cu fibre de kevlar sau cu fibre de sticla, care sunt nepoluante;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; garnituri din pulberi metalice, rezistente, dar functioneaza cu zgomot;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; garnituri din fibre impregnate cu liant si infasurate intr-o rasina sintetica.

In functie de materialul utilizat, coeficientul de frecare al garniturilor variaza intre 0,250,35 mm pentru materialele pe baza de azbest, respectiv 0,400,45 mm pentru materialele metaloceramice.

Pentru a proteja garniturile de frictiune impotriva incalzirii exagerate, pe suprafata acestora sunt prevazute o serie de canale radiale, prin care, la rotirea ambreiajului, circula aer care contribuie la racirea suprafetelor de frecare si la evacuarea prin centrifugare a particulelor rezultate din uzura garniturilor.

7.2.3 Amortizarea de oscilatii de torsiune

Pentru a feri transmisia de oscilati si rasuciri cauzate de rotatia neuniforma a arborelui cotit si de variatia vitezelor unghiulare la deplasarea automobilului, discul de frictiune al ambreiajului este prevazut cu un sistem de amortizare a acestor oscilatii, care serveste si la asigurarea unei cuplari mai line a ambreiajului.

Amortizarea de oscilatii de rasucire ale ambreiajului, indiferent de caracteristica elementului de amortizare, functioneaza pe baza aceleasi scheme de principiu, respectiv, legatura dintre discul de frictiune si butucul acestuia se face cu ajutorul unui element elastic.Din punct de vedere constructiv aceste sisteme de amortizare difera prin elementul elastic utilizat: cauciuc, capsula hidrauluica sau arcuri.

Constructia discurilor de frictiune cu amortizare de oscilatii din cauciuc 1 este reprezentat in figura 7.6.

La unele ambreiaje se foloseste amortizarea de oscilatii de rasucire hidraulice, care au insa o constructie complicata, etanseitatea se asigura cu greutate si momentul de inertie este mare ceea ce face ca aceste amortizoare sa aiba o aplicabilitate redusa si aceea numai la autoturisme.

Cea mai larga raspandire o au amortizoarele de oscilatii cu inele de frictiune si elemente elastice cu arcuri elicoidale, dupa cum se arata in figura 7.7.

Fig. 7.6 Constructia discului de frictiune cuamortizare de

oscilatii de torsiune cu cauciuc

Fig. 7.7 Constructia discului condus cu amortizor de oscilatii

de torsiune cu frictiune si element elastic

La aceste constructii elementul elastic il constituie arcurile elicoidale cilindrice 1, dispuse tangential in ferestrele discului de frictiune, care pot fi in numar de 6.12, in functie de diametrul discului. Elementul de frictiune il constituie garniturile sau inelele arcurilor 2, prinse intre flansa si disc.

7.2.4 Discurile de presiune

Pentru a asigura o presare uniforma a garniturilor de frictiune, discurile de presiune trebuie sa fie rigide, iar pentru a reduce temperatura suprafetelor de frecare trebuie sa aiba o masa suficient de mare, conditie necesara pentru preluarea unei cantitati de caldura cat mai mari. La ambreiajele monodisc, in scopul imbunatatiri transmisiei de caldura, discurile de presiune sunt prevazute la exterior cu aripioare de racire, de forma paletelor de ventilator. Unele discuri sunt prevazute cu canale radiale de ventilatie.

In scopul transmiterii momentului, discurile de presiune trebuie sa se roteasca impreuna cu volantul motorului si sa aiba posibilitate, in momentul decuplarii si cuplari ambreiajului sa se deplaseze de-a lungul arborelui acestuia.

Discurile de presiune trebuie sa aiba o rezistenta mare la uzura si de aceea ele se executa din fonta perlitica

Discurile cu diametre mari, care sunt supuse unor solicitari dinamice mari, se recomanda sa se execute din fonta cu adaosuri de nichel mangan si silicon. Duritatea discurilor de presiune se recomanda sa fie HB= 170.230

Fig. 7.8 Disc de presiune ambreiaj

Ai omis elemente importante:

7.2.5 Arcul central diafragma

Ambreiajelele cu arc tip diafragma s-au impus in totalitate pe piata de ambreiaje datorita gabaritului sau axial redus, facand posibila montarea in spatiile tot mai mici din jurul motorului. Arcul tip diafragma indeplineste totodata si functia de cuplare/decuplare prin presiune/depresiune a ambreiajului.

Arcul central diafragma este un disc subtire din otel, de forma tronconica, avand o serie de brate elastice formate din taieturi radiale.

La ambreiajele mecanice cu arc central diafragma, in functie de sensul de actionare al fortei de decuplare, se disting doua tipuri:

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; ambreiaj mecanic cu arc central diafragma decuplabil prin comprimare;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; ambreiaj mecanic cu arc central diafragma decuplabil prin tractiune.

La majoritatea autoturismelor si a autoutilitarelor usoare, se utilizeaza ambreiaj mecanic cu arc central diafragma decuplabil prin comprimare .

Arcul central sub forma de diafragma este un disc de otel subtire, prevazut cu taieturi radiale (figura 7.9a).

Fig. 7.9 Constructia si functionarea arcului tip diafragma

In stare libera, arcul are o forma tronconica, iar la montare in ambreiaj el este deformat in raport cu inelul exterior 3 si apasa cu partea exterioara pe discul de presiune 1. La decuplare, arcul 4, fiind actionat de rumentul de presiune 5 (figura 7.9c), se deformeaza in raport cu inelul interior 2, iar partea lui exterioara se deplsaeaza spre dreapta inpreuna cu discul 1 (prin intermediul elementului de legatura 6).

Avantajele utilizarii acestui tip de arc sunt:

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; asigura o presiune uniform si constant asupra discului de presiune (nu are tendinta sa patineze cand garniturile sunt uzate);

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; are dimensiuni de gabarit si greutate mai mica, comparative cu alte tipuri de ambreiaje;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; forta necesara decuplarii este mai mica decat in cazul ambreiajului cu discuri elicoidale;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; asigura o cuplare mai lina datorita elasticitatii mari a lamelelor arcului diafragma.

7.2.6 Carcasa si carterul ambreiajului

Carcasa ambreiajului se fixeaza pe volantul motorului si serveste drept cadru de montare pentru parghiile de decuplare, arcurilor de presiune si a elementelor de solidaritate a discurilor de presiune cu volantul. In partea centrala are o deschizatura prin care trece arborele primar al cutiei de viteze si al mansonului de decuplare, iar in scopul asigurarii unei raciri bune, carcasa este prevazuta cu ferestre de aerisire (fig. 7.10).

Fig. 7.10 Constructia carcasei ambreiajului

Fixarea carcasei pe volant se face cu suruburi, iar centrarea cu stifturi sau cu ajutorul unui umar executat pe volant. Carcasa ambreiajului se stanteaza din tabla de otel cu continut redus de carbon.

La unele constructii, carterul ambreiajului se executa, impreuna cu carterul cutiei de viteze, iar la altele separate. Forma si dimensiunile carterului depind de constructia ambreiajului. Carterul pate fi dintr-o singura bucata, si atunci se toarna din fonta sau din doua bucati, solutie la care ambele piese pot fi turnate din fonta sau numai jumatatea superioara turnata din fonta, iar cea inferioara stantata din tabla de otel. Carterul ambreiajului se centreaza pe flansa capacului rulmentului de la arborele primar.

7.2.7 Volantul

Fiind compatibil in dimensiuni cu partea conducatoare a ambreiajului, zona frontala a volantului constituie una din suprafetele de frecare.

Constructia volantului este determinata de rolul functional pe care il indeplineste pentru motor, iar configuratia acestuia este influentata si de tipul mecanismului de ambreiaj cu care acesta este asamblat.

Volantul clasic se intalneste in doua variante: volantulmonobloc plat sau cu obada, constituit ca o piesa masiva din fonta si volantul modular, compus din elemente asamblate. La autoturisme in prezent se utilizeaza, de regula, volant monobloc plat.

Volantul modular (figura 7.11), datorita reducerii costurilor de fabricatie, constituie o solutie de viitor.

Fig. 7.11Constructia volantului modular

a-solidar cu arborele cotit al motorului; b-solidar cu carcasa ambreiajului

Volantul modular este construit dintr-un disc de otel (care este asamblat cu arborele cotit al motorului) pe care se fixeaza volantul propriu-zis, din fonta avand forma unei coroane.

In varianta firmei VALEO (figura 7.11a) de discul de otel 1, solidarizat cu arborele cotit al motorului, se fixeaza prin suruburile 2 volantul 3. La extremitatea discului de otel 1 este stantata coroana 4 a traductorului de turatie.

Constructia modulara a volantului produs de firma LUK (figura 7.11b) simplifica foarte mult constructia ambreiajului, deoarece discul de otel 1 al volantului modular 2 indeplineste si functia de carcasa a ambreiajului.

La ambreiajul din figura 7.12, construit pentru autoturisme din clasa superioara, s-a asociat functionarea volantului de inertie cu cele de element elastic suplimentar si element izolator pentru vibratiile de torsiune din grupul motopropulsor.

Fig. 7.12 Volantul de inertie asociat cu izolatorul de vibratii de torsiune

Dublul volant este compus dintr-un volant primar 1, fixat pe arborele cotit al motorului si un volant secundar 2, pe care se monteaza mecanismul ambreiaj. Intre cei doi volanti, centrati printr-un rulment3, este amplasat izolatorul de vibratii torsionale, compus din arcurile elicoidale 4 si amortizorul5, format dintr-un pachet de inele de frecare. Datorita spatiului disponibil in gabaritul volantului motor, dimensiunile izolatorului de vibratii poate fi majorat fata de cazul dispunerii lui in discul condus al ambreiajului, si ca urmare, rezulta un filtraj al vibratiilor torsionale foarte bun chiar in regimuri de turatie reduse. Prin inserierea arcurilor 4 intre cei doi volanti, acestia indeplinesc si rolul dispozitivului elastic suplimentar pentru limitarea momentului la cuplarea brusca a ambreiajului.

Datorita densitatii si comportamentului favorabil in functionare (coeficient de frecare si rezistenta la uzare), in constructia volantului este utilizata fonta cenusie Fc 20 (in cazul motoarelor clasice) si nodulara in cazul motoarelor rapide. In vederea imbunatatirii progresivitatii cuplarii si rezistentei la uzura, suprafata frontala aflata in contact cu garniturile de frictiune este prelucrata cu rugozitate mica (0,8 mm). Latimea acesteia este superioara cu 23 mm celei a garniturii.

7.2.8 Mansonul de decuplare

Mansonul de decuplare este elementul ce permite transmiterea efortului de decuplare (prin apasare sau tractiune) primit de la furca de decuplare fixata pe carterul ambreiajului, mecanismului ambreiaj aflat in miscare de rotatie. Ansamblul este concentric cu arborele ambreiajului.

La ambreiajele cu arcuri tip diafragma, mansonul actioneaza direct asupra partii centrale a arcului.

Mansonul se compune din doua inele cilindrice coaxiale, unul in rotatie cu mecanismul ambreiaj si celalalt fara rotatie, legat de furca de comanda. Pentru evitarea incalzirii produsa de frecarea de contact, intre aceste inele se intercaleaza un rulment, numit rulment de presiune.

Constructia unui manson de decuplare cu ghidaj central este prezentata in figura 7.13a. Partea fara rotatie a mansonului 1 culiseaza pe bucsa 2, concentrica cu arborele ambreiajului si fixata in carterul ambreiajului; partea rotitoare (inelul rotitor al rulmentului 3) actioneaza direct asupra parghiilor de decuplare sau asupra arcului de tip diafragma.

Aceasta constructie poate sa functioneze si fara cursa libera (garda) impreuna cu un sistem de actionare adaptat.

Mansonul de decuplare cu autocentrare (figura 7.13b) se utilizeaza atat in situatia unei comenzi cu joc, cat si in cea a unei comenzi de tipul cu apasare constanta. El elimina dezavantajele provocate de dezaxarea posibila intre mansonul de decuplare si mecanismul ambreiajului (zgomot si uzura accentuate), ce pot aparea in montajul prezentat mai inainte. Rulmentul 1 se poate deplasa radial in raport cu mansonulculisant 2, astfel incat se autocentreaza pe mecanismul ambreiaj 3.

7.3 Mecanismul hidraulic de comanda al ambreiajului

Ambreiajul mecanic cu discuri poate avea in functionare doua stari: cuplat si decuplat. Trcerea ambreiajului din starea cuplata (normala),in starea decuplata se obtine in urma actiunii de debreiere si se realizeaza prin intermediul sistemului de actionare, care desface legatura de cuplare.

Pentru a corespunde constructiv si functional, sistemele de actionare a ambreiajului trebuie sa indeplineasca o serie de cerinte:

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; sa asigure o cuplare rapida si o decuplare rapida si totala;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; forta aplicata pedalei safie cat mai mica: 80120 N la curse ale pedalei de 80120 mm;

-   &n 333f54d bsp;   &n 333f54d bsp; sa asigure compensarea automata a jocurilor datorate uzurilor normale ale ambreiajului, sa aiba o constructie simpla si sigura in utilizare.

Din punct de vedere constructiv sistemele de actionare pot fi de doua feluri (figura 7.14):

Fig. 7.14 Tipuri de sisteme de actionare a ambreiajului

Comanda hidraulica a ambreiajului, ca principiu de functionare si realizare constructiva, este similara comenzii hidraulice a franelor.

Mecanismul cu comanda hidraulica (fig. 7.15) se compune, in principal din:

- pedala ambreiajului 1, cu arcul de rapel 13

- pompa centrala a ambreiajului 3, cu rezervor de lichid ce se monteaza pe torpedou in partea exterioara;

Fig. 7.15 Ambreiajul cu comanda hidraulica

1- pedala ambreiajului; 2- tija pompei centrale; 3- cilindrul pompei;

4- pistonul pompei; 5- arcul pistonului; 6- conducta; 7- cilindrul receptor;

8- pistonul cilindrului receptor; 9- tija cilindrului receptor; 10- furca de debreiere; 11- surub de reglaj; 12- arc; 13- arcul pedalei; 14- arc; 15- discul condus; 16- placa de presiune; 17- arcul ambreiajului; 18- parghie de debreiere; 19- surub; 20- mansonul si rulmentul de presiune; 21- carcasa ambreiajului;

22- carcasa discului de presiune

cilindrul receptor 7, fixat de carterul ambreiajului prin intermediul unor suruburi;

- conducta de legatura 6 dintre pompa si cilindru

- furca de debreiere 10;

- rulment de presiune 20

La apasarea pedalei ambreiajului 1, pistonul 4 din pompa centrala se deplaseaza si trimite lichidul prin conducta de legatura 6, la cilindrul receptor 7, prin intermediul tijei 9, pistonul cilindrului receptor va actiona furca 10, producand debreierea.

La eliberarea pedalei ambreiajului 1, arcurile 12 si 13 readuc mecanismul in pozitia initiala.

Principalul avantaj al sistemului este efectul multiplicator obtinut prin adoptarea unui diametrupentru cilindrul receptor superior celui al cilindrului pompei de comanda.

Datorita vibratiilor grupului motopropulsor, cilindrul receptor are o fiabilitate redusa. Pentru a atenua acest efect, precum si pentru a spori durabilitatea rulmentului din mansonul de decuplare a fost promovata, in ultimii ani, solutia in acre cilindrul receptor este integrat mansonului de decuplare. Este suprimata astfel si furca al carei principal inconvenient este cel de transformare a miscarii de rotatie (in jurul articulatiei din carter) in miscare de translatie a mansonului de decuplare.

In figura 7.16 sunt prezentate doua solutii:

Fig. 7.16 Cilindru receptor integrat mansonului de decuplare

a-cu etansare frontala; b-cu etansare radiala

Pozitia C dispusa deasupra axei, corespundestarii cuplate a ambreiajului, iar pozitia D, dispusa sub axa, corespunde starii de debreiere a ambreiajului. La solutia din figura 7.16a, deplasarea axiala a rulmentuuli de presiune 1 se face de catre pistonul 2 al cilindrului receptor 3 din bucsa 4. Accesul lichidului sub presiune se face prin racordul 5, etansarea fiind asigurata de garnitura frontala cu autoetansare 6. Mentinerea apasarii constante a rulmentului asupra arcului diafragma se face de catre arcul de cresterea diametrului activ al cilindrului receptor, dar prin deplasarea relativa a pistonului 1 fata de cele doua suprafete cilindrice concentrice ale bucsei 2, apar dificultati de etansare.

7.3 Elemente de calculul ambreiajelor

Calculul ambreiajului cuprinde determinarea dimensiunilor principale in raport cu valoarea maxima a momentului motorului, in functie tipul si destinatia automobilului si de verificare la rezistenta a principalelor piese componente.

7.3.1. Determinarea parametrilor de baza ai ambreiajului

Parametrii principali care caracterizeaza constructia ambreiajului se refera la coeficientul de siguranta (b), presiunea specifica (p_s) si cresterea de temperatura (∆t) in ambreiaj la pornirea din loc a automobilului.

a. Coeficientul de siguranta al ambreiajului (b In timpul functionarii ambreiajelor, ca urmare a frecarilor normale din fazele de cuplare decuplare ale ambreiajului, suprafetele de frecare ale discurilor conduse sunt supuse uzurii. Fata de constructia mecanismului ambreiaj si modul de generare a fortelor de cuplare, uzarea garniturilor de frecare determina o detensionare a arcurilor si deci o modificare a fortei de apasare. Pentru ca ambreiajul sa fie capabil sa transmita momentul maxim al motorului si in cazul in care garniturile de frecare sunt uzate, la dimensionarea ambreiajului se adopta momentul capabil mai mare decat momentul maxim al motorului

In calculele de predimensionare acest lucru este luat in considerare prin coeficientul de siguranta al ambreiajului, notat β si definit ca valoare a raportului dintre momentul de calcul al ambreiajului M_a) si momentul maxim al motorului ^(MM):

^{> 1,}

_{de unde se obtine valoarea momentului necesar al} ambreiajului:

(7.2)

Alegerea valorii coeficientului de siguranta al ambreiajului in vederea determinarii momentului necesar al ambreiajului se face tinandu-se seama de tipul si destinatia automobilului, precum si de particularitatile ambreiajului.

Pentru valori mari ale coeficientului de siguranta β se reduce intensitatea patinarii ambreiajului la uzarea garniturilor de frecare, se reduce lucrul mecanic de patinare si prin aceasta, se sporeste durata de functionare a ambreiajului si se reduce timpul de ambreiere, imbunatatindu-se dinamicitatea automobilului.

Marirea exagerata a coeficientului de siguranta contribuie la aparitia unor suprasarcini in transmisie, in special la franarea brusca a automobilului, prin diminuarea capacitatii de protectie prin patinare. In plus, cu cat β are valori mai ridicate, cu atat si forta necesara pentru decuplarea ambreiajului devine mai mare.

Ambreiajul la care coeficientul de siguranta are valori reduse protejeaza bine transmisia de suprasarcini, deoarece patinarea ambreiajului are loc la valori mai mici ale momentului de torsiune, deci mai usor si mai frecvent in timpul deplasarii automobilului. Aceasta situatie poate deveni dezavantajoasa, deoarece alunecarile frecvente provoaca uzura prematura a discurilor.

De-a lungul duratei de utilizare a automobilului, prin uzarea garniturilor de frecare ale ambreiajului valoarea coeficientului de siguranta se modifica dupa caracteristica elastica a arcurilor utilizate. Corespunzator reducerii fortei de apasare a arcurilor datorita uzarii ambreiajului scade si valoarea momentului capabil al ambreiajului. Indeplinirea cerintei de transmitere integrala a momentului maxim al motorului limiteaza scaderea coeficientului de siguranta al ambreiajului uzat pana la limita: _u ≥ 1.

Tinand seama de precizarile de mai inainte, pentru valorile coeficientului de siguranta limita superioara se recomanda in cazul ambreiajelor cu arcuri elicoidale, la care reducerea fortei elastice este direct proportionala cu uzura garniturilor iar valorile spre limita inferioara se recomanda in cazul arcurilor centrale diafragma, la care forta capabila a arcurilor este putin influentabila de modificarea sageti de precomprimare a arcului in limita uzurilor normale.

Pentru ambreiajul proiectat am ales valoarea b = 1,4 si rezulta:

M_a = b .M_M = 1,4 .152,9 = 214 N.m

b. Presiunea specifica (p₀). Presiunea specifica dintre suprafetele de frecare ale ambreiajului se defineste ca raportul dintre forta dezvoltata de arcul (arcurile) de presiune (F) si aria unei suprafete de frecare a ambreiajului (A), dupa relatia: