Disseny de l'embragatge del cotxe, elements principals
Contingut
L'embragatge és el mecanisme que transmet el parell del motor a la caixa de canvis mitjançant la fricció. També permet desconnectar ràpidament el motor de la transmissió i restablir la connexió sense dificultats. Hi ha molts tipus d'embragatges. Es diferencien pel nombre d'unitats que gestionen (unitat única, doble o multiunitat), el tipus d'entorn operatiu (sec o humit) i el tipus d'unitat. Els diferents tipus d'embragatges tenen avantatges i desavantatges respectius, però els embragatges secs d'un sol plat d'accionament mecànic o hidràulic s'utilitzen més habitualment en els vehicles moderns.
Propòsit de l'embragatge
L'embragatge s'instal·la entre el motor i la caixa de canvis i és una de les parts més estressades de la caixa de canvis. Realitza les següents funcions principals:
- Desconnexió suau i connexió del motor i la caixa de canvis.
- Transmissió de parell sense lliscament (sense pèrdues).
- Compensació de vibracions i càrregues derivades del funcionament desigual del motor.
- Redueix l'estrès sobre les peces del motor i la transmissió.
Components de l'embragatge
L'embragatge estàndard de la majoria de vehicles de transmissió manual inclou els components principals següents:
- Volant del motor - Disc motriu.
- Disc d'embragatge.
- Cistella d'embragatge - placa de pressió.
- Coixinet d'alliberament de l'embragatge.
- embragatge extraïble.
- Forquilla d'embragatge.
- Transmissió d'embragatge.
Els revestiments de fricció s'instal·len als dos costats del disc d'embragatge. La seva funció és transmetre el parell mitjançant la fricció. Un amortidor de vibracions amb molla incorporat al cos del disc suavitza la connexió amb el volant d'inercia i esmorteeix les vibracions i les tensions derivades del funcionament desigual del motor.
La placa de pressió i la molla de diafragma que actuen sobre el disc d'embragatge es combinen en una unitat, anomenada "cistella d'embragatge". El disc d'embragatge es troba entre la cistella i el volant i està connectat per estries a l'eix d'entrada de la caixa de canvis, sobre el qual es pot moure.
La molla de la cistella (diafragma) pot ser d'empenta o d'escapament. La diferència rau en la direcció d'aplicació de la força de l'accionador de l'embragatge: ja sigui cap al volant o lluny del volant. El disseny de la molla de tirada permet l'ús d'una cistella molt més prima. Això fa que el muntatge sigui el més compacte possible.
Com funciona l’embragatge
El principi de funcionament de l'embragatge es basa en la connexió rígida del disc de l'embragatge i el volant del motor a causa de la força de fricció generada per la força generada per la molla de diafragma. L'embragatge té dos modes: "on" i "off". En la majoria dels casos, el disc accionat es pressiona contra el volant. El parell del volant es transmet al disc accionat i després a través de la connexió estriada a l'eix d'entrada de la caixa de canvis.
Per desenganxar l'embragatge, el conductor prem un pedal connectat mecànicament o hidràulicament a la forquilla. La forquilla mou el coixinet d'alliberament, que, pressionant els extrems dels pètals de la molla de diafragma, atura el seu efecte sobre la placa de pressió, que, al seu torn, allibera el disc accionat. En aquesta etapa, el motor es desconnecta de la caixa de canvis.
Quan es selecciona la marxa adequada a la caixa de canvis, el conductor deixa anar el pedal de l'embragatge, la forquilla deixa d'actuar sobre el coixinet d'alliberament i la molla. La placa de pressió pressiona el disc accionat contra el volant. El motor està connectat a la caixa de canvis.
Varietats d'embragatge
Embragatge sec
El principi de funcionament d'aquest tipus d'embragatge es basa en la força de fregament creada per la interacció de superfícies seques: plaques motrius, conduïdes i de pressió. Això proporciona una connexió rígida entre el motor i la transmissió. L'embragatge d'un sol plat sec és el tipus més comú a la majoria de vehicles de transmissió manual.
Embragatge humit
Els acoblaments d'aquest tipus funcionen en un bany d'oli sobre superfícies de fregament. En comparació amb l'assecat, aquest esquema proporciona un contacte del disc més suau; la unitat es refreda de manera més eficient a causa de la circulació del fluid i pot transferir més parell a la caixa de canvis.
El disseny humit s'utilitza àmpliament en les transmissions automàtiques modernes de doble embragatge. La peculiaritat del funcionament d'aquest embragatge és que els engranatges parells i imparells de la caixa de canvis es subministren amb parell de discos accionats separats. Accionament per embragatge - hidràulic, controlat electrònicament. Els engranatges es canvien amb una transferència constant de parell a la transmissió sense interrupció en el flux de potència. Aquest disseny és més car i més difícil de fabricar.
Embragatge sec de doble disc
Un embragatge sec de doble disc té dos discs impulsats i un separador intermedi entre ells. Aquest disseny és capaç de transmetre més parell amb la mateixa mida d'embragatge. Per si mateix, és més fàcil de fer que l'aspecte humit. S'utilitza habitualment en camions i cotxes amb motors especialment potents.
Embragatge amb volant de doble massa
El volant de doble massa consta de dues parts. Un d'ells està connectat al motor, l'altre al disc impulsat. Els dos elements del volant tenen un petit joc entre si en el pla de gir i estan connectats entre si per molles.
Una característica de l'embragatge del volant d'inercia de doble massa és l'absència d'un amortidor de vibracions torsionals al disc impulsat. El disseny del volant utilitza una funció d'amortiment de vibracions. A més de transmetre el parell, redueix eficaçment les vibracions i les càrregues resultants del funcionament desigual del motor.
Vida útil de l'embragatge
La vida útil de l'embragatge depèn principalment de les condicions de funcionament del vehicle, així com de l'estil de conducció del conductor. De mitjana, la vida útil de l'embragatge pot arribar als 100-150 mil quilòmetres. Com a conseqüència del desgast natural que es produeix quan els discos entren en contacte, les superfícies de fricció estan subjectes a desgast i cal substituir-les. El motiu principal és el lliscament del disc.
L'embragatge de doble disc té una llarga vida útil a causa de l'augment del nombre de superfícies de treball. El coixinet d'alliberament de l'embragatge s'enganxa cada vegada que es trenca la connexió motor/caixa de canvis. Amb el temps, tot el greix es produeix al coixinet i perd les seves propietats, com a conseqüència de la qual cosa es sobreescalfa i falla.
Característiques de l'acoblament ceràmic
La vida útil de l'embragatge i el seu màxim rendiment estan determinats per les propietats del material de l'engranatge. La composició estàndard dels discos d'embragatge de la majoria de vehicles és una barreja comprimida de fibres de vidre i metall, resina i cautxú. Atès que el principi de funcionament de l'embragatge es basa en la força de fricció, els revestiments de fricció del disc accionat estan adaptats per treballar a altes temperatures, fins a 300-400 graus centígrads.
En els cotxes esportius potents, l'embragatge està sotmès a més estrès de l'habitual. Alguns engranatges poden utilitzar un embragatge de ceràmica o sinteritzat. El material d'aquestes superposicions inclou ceràmica i Kevlar. El material de fricció ceràmica-metall està menys subjecte al desgast i pot suportar l'escalfament de fins a 600 graus sense perdre les seves propietats.
Els fabricants utilitzen diferents dissenys d'embragatge que són òptims per a un vehicle en particular, depenent del seu ús i cost previst. L'embragatge d'un sol plat sec segueix sent un disseny bastant eficient i econòmic. Aquest esquema s'utilitza àmpliament en cotxes de pressupost i de mida mitjana, així com en SUV i camions.
