Organi di trasmissione

Gli organi di trasmissione sono l’insieme dei dispositivi che servono a trasmettere l’energia meccanica di rotazione dell’albero motore alle ruote motrici. Gli organi di trasmissione sono

  • Frizione: La frizione è l’organo della trasmissione che consente di connettere e disconnettere gradualmente il motore (albero motore) con gli organi della trasmissione e quindi con le ruote, al fine di far partire il veicolo mediante collegamento graduale dell’albero motore alle ruote motrici, fermare il veicolo mediante scollegamento dell’albero motore alle ruote motrici a marcia ingranata, cambiare la marcia del veicolo in movimento.La frizione più utilizzata in campo automobilistico è di tipo monodisco a secco ed è costituita da
    • un disco ricoperto di ferodo collegato perennemente all’albero primario della scatola del cambio e sistemato tra il volano e lo spingi disco
    • un piatto spingi disco e relative molle di carico che spingono il disco contro il volano assicurando l’attrito tra al superficie liscia del volano e il ferodo del disco
    • il pedale della frizione che comanda il cuscinetto reggispinta tramite un dispositivo meccanico, nei veicoli leggeri, o idraulico/pneumatico nei veicoli pesanti per coadiuvare l’azione del conducente
    • un cuscinetto reggispinta collegato alla leva di comando che ì, tramite lo spingi disco, comprime le molle di carico e disinnesta il disco dal volano.frizione-auto-come-riconoscere-i-malfunzionamenti-e-come-rimediare

    Nella frizione a comando meccanico il pedale agisce meccanicamente sulle molle di carico, le molle spingono il piatto spingi disco contro il disco della frizione che, grazie all’attrito, viene trascinato dal volano collegato all’albero motore. Il disco trasmette il moto all’albero primario del cambio per mezzo di apposite scalanature assiali presenti sull’estremità dell’albero stesso.

    A frizione inserita (pedale alzato) la leva di comando libera il piatto spingi disco consentendo alle molle di carico di comprimere il disco contro il volano. Il disco grazie all’attrito trasmette il movimento dell’albero motore agli organi di trasmissione.

    A frizione disinserita (pedale abbassato) la leva di comando allontana lo spingi disco dal disco e annulla l’effetto delle molle di carico, comprimendole. Il disco si stacca dal volano e l’albero motore continua a girare senza trasmettere movimento.

  • Cambio di velocità:  è un dispositivo che serve a variare il rapporto tra i giri dell’albero motore e quelli dell’albero di trasmissione per ottenere un elevato sforzo di trazione a basse velocità e un basso sforzo di trazione ad alte velocità. La scatola del cambio è sistemata tra il gruppo frizione e l’albero di trasmissione.Il cambio meccanico manuale a gradini è costituito da una scatola situata tra l’albero di trasmissione e il disco della frizione, fissata al monoblocco del motore tramite un carte, un elemento a forma di campana; al scatola del cambio contiene18ecff59490f52cc64601cfee884ac27
    • albero primario collegato al motore tramite la frizione e all’albero ausiliario tramite una coppia di ingranaggi sempre in presa
    • albero ausiliario collegato all’albero primario e all’albero secondario tramite ingranaggi in numero pari al numero di marce
    • albero secondario collegato all’albero ausiliario e all’albero di trasmissione tramite un giunto
    • albero della retromarcia che consente l’inversione del movimento dell’albero secondario per la marcia del veicolo verso il retro
    • ingranaggi (ruote dentate a denti dritti o elicoidali) di diverse dimensioni che opportunamente innestati variano il rapporto di trasmissione tra l’albero primario collegato al motore e l’albero secondario collegato all’albero di trasmissione
    • leva di comando situata nell’abitacolo che, tramite leve e articolazioni, seleziona i rapporti di trasmissione (marce)

    L’albero primario prende il movimento dal motore e muove, tramite una coppia di ingranaggi sempre in presa, l’albero ausiliario sul quale sono presenti un numero di ingranaggi pari al numero di marce. Ogni ingranaggio dell’ausiliario muove il corrispondente ingranaggio dell’albero secondario quando viene inserita la marcia tramite la leva del cambio. La leva, tramite la bacchetta di comando, provoca l’innesto dell’ingranaggio corrispondente alla marcia selezionata. A marcia inserita, l’albero ausiliario muove il secondario che trasmette il movimento alle ruote tramite l’albero di trasmissione, il differenziale e i semiassi.

    Il cambio di velocità è necessario al fine di

    • ottimizzare l’uso del motore in funzione della velocità del veicolo, pendenza della strada, resistenza aerodinamica, carico. Il motore deve essere utilizzato in un regime di giri/min compreso tra la coppia massima e la potenza massima (tra i e i ¾ del numero massimo di giri del motore, in corrispondenza dei quali si ottengono il consumo minimo e il maggior rendimento.
    • Effettuare l’avviamento del veicolo in qualsiasi condizione di carico
    • Mantenere fermo il veicolo con motore in moto e frizione innestata (folle)

    I veicoli pesanti sono muniti di altri dispositivi o di scatole del cambio più complessi che offrono la possibilità di selezionare un maggior numero di rapporti di trasmissione per sfruttare meglio le prestazioni del motore in diverse condizioni di carico, velocità e strada.

    • I dispositivi sincronizzatori facilitano la manovra di cambio di marcia. Evitano al conducente impegnative manovre per evitare inserimenti di marcia rumorosi e dannosi, rendono la trasmissione più silenziosa. Il sincronizzatore è costituito da un manicotto esterno scorrevole azionato dalla forcella di comando e accoppiato tramite dentatura interna a un manicotto interno, accoppiato a sua volta tramite dentatura esterna all’anello esterno e tramite dentatura interna all’albero secondario su cui è libero di scorrere. A marcia ingranata, il sincronizzatore rende solidale la ruota dentata all’albero secondario. A marcia non ingranata la ruota dentata gira folle sull’albero.
    • Il cambio con riduttore offre la possibilità di selezionare un numero doppio di rapporti di trasmissione tra l’albero primario (motrice) e l’albero ausiliario (condotto). Al posto della coppia di ingranaggi sempre in presa che collegano l’ausiliario al primario, sono installate due coppie di ingranaggi di diametro diverso che possono essere selezionate alternativamente tramite la leva del cambio del riduttore a comando manuale o elettropneumatico, situata nella cabina di guida. Una prima coppia di ingranaggi per le prime 4 marce normali, una seconda coppia per le 4 marce ridotte. Il numero di rapporti di trasmissione utilizzati viene raddoppiano.
  • Giunti: elementi del sistema di trasmissione, possono essere elastici (per la compensazione di piccoli disallineamenti assiali e per ridurre le vibrazioni), cardanici ( consentono la trasmissione di grossi momenti tra alberi con consistenti inclinazioni; è costituito da una crociera metallica centrale che unisce i due semialberi tramite cuscinetti), omocinetici (costituiti da due elementi semisferici, utilizzati per la trasmissione del movimento senza mutarne le caratteristiche tra due alberi che devono avere libertà di movimento angolare tra i loro assi).
  • Albero di trasmissione: trasferisce il movimento rotatorio della scatola del cambio, fissata alla struttura portante del veicolo, al pignone della coppia conica. È costruito in acciaio vuoto a sezione tubolare così da essere più leggero; è telescopico, perciò cedevole alle piccole sollecitazioni assiali dovute all’escursione delle sospensioni ed è munito di giunti elastici e cardanici per sopportare le sollecitazioni torsionali e flessionali.
  • Coppia conica: è costituita da una coppia di ingranaggi con dentatura conica: Un pignone, che ruota solidale all’albero di trasmissione, Una corona, che ingrana sulla dentatura del pignone ed è collegata alla scatola del differenziale. E’ costituita da una coppia di ingranaggi con dentatura conica:coppia conica1
    • Un pignone, che ruota solidale all’albero di trasmissione
    • Una corona, che ingrana sulla dentatura del pignone ed è collegata alla scatola del differenziale.

    La coppia conica è necessaria per

    • Trasferire il moto rotatorio dell’albero di trasmissione alle ruote che girano su un piano perpendicolare a quello dell’albero di trasmissione
    • Ridurre i giri dell’albero di trasmissione, e quindi dell’albero motore, tramite l’accoppiamento fisso pignone-corona (il pignone compie un numero di giri superiore di 4,5,6,7 volte a quello della corona, con demoltiplicazione pari a 1:4,1:5,1:6,1:7.
  • Differenziale: è un rotismo che trasmette il moto alle ruote motrici rendendole indipendenti l’una dall’altra in modo tale che possano compiere un numero diverso di giri. In curva, le ruote interne ed esterne percorrono traiettorie aventi raggi di curvatura diversi e quindi hanno velocità di rotazione diverse. E’ costituito da
    • Una scatola sulla quale è fissata la corona che contiene tutti i rotismi e l’olio per la lubrificazione dei rotismi
    • Due planetari collegati rispettivamente con i due semiassi delle ruote motrici
    • Due satelliti inseriti su un perno fissato alla scatola, liberi di ruotare sul perno e sempre in presa con i due planetari
    • Perno sul quale sono installati i due satelliti folli collegato alla scatola del differenziale.

    La corona trascina il perno sul quale sono inseriti i satelliti in folle. Nelle traiettorie rettilinee la corona trascina il perno dei satelliti i quali a loro volta trascinano i planetari facendo compiere loro gli stessi giri. Nelle traiettorie curvilinee la corona trascina il perno dei satelliti; i satelliti, a causa delle diverse resistenze opposte dal planetario della ruota interna e di quella esterna alla curva, ruotano sul proprio pdifferenzialeerno conferendo un diverso numero di giri ai planetari delle ruote.

    Se si verifica una forte perdita di aderenza su una ruota, questa comincia a girare velocemente e l’altra si ferma. Per contrastare il fenomeno si utilizza un dispositivo di bloccaggio del differenziale, di tipo manuale o autobloccante per garantire la trasmissione di una quota di coppia motrice del motore alla ruota che mantiene l’aderenza in base all’effettiva perdita di aderenza della ruota che slitta.

     

  • Semiassi: trasmettono la rotazione alle ruote motrici e sono collegati ai planetari della scatola del differenziale e alle ruote tramite giunti omocinetici.

Nei veicoli a trazione integrale tutte le ruote sono motrici e la trazione integrale può essere permanente o disinseribile. Perciò sono presenti due differenziali, uno per l’asse anteriore e uno per lasse posteriore, e un differenziale centrale al quale sono collegati i due alberi di trasmissione dell’asse anteriore e posteriore. Il differenziale centrale svolge anche la funzione di

  • ripartitore di coppia tra gli assi in quanto distribuisce la coppia motrice dell’albero in entrata, collegato al motore, tra gli alberi in uscita collegati agli assi anteriore e posteriore
  • riduttore qualora siano presenti anche due coppie di ingranaggi di diametro diverso che possono essere selezionati alternativamente tramite comando.

Il dispositivo di bloccaggio del differenziale viene utilizzato qualora una delle due ruote motrici perda aderenza su fango, neve, ghiaccio e cominci a girare velocemente,mentre l’atra ruota si ferma in quanto i satelliti del differenziale, a causa delle diverse resistenza opposte ai planetari delle due ruote, girano su sé stessi. Può essere di tipo

  • manuale se comandato dal conducente. Il dispositivo rende solidale uno dei due semiassi alla corona del differenziale in modo che i semiassi e le ruote girino alla stessa velocità.
  • Autobloccante se provvede automaticamente al bloccaggio controllato delle ruote motrici. Il dispositivo può essere di tipo meccanico, viscoso o a gestione elettronica e ha un effetto di bloccaggio controllato espresso in percentuale (30%) che garantisce la trasmissione di una quota di coppia motrice alla ruota che mantiene l’aderenza in base all’effettiva perdita di aderenza sulla ruota che slitta.