CALCULUL AMBREIAJULUI

CALCULUL AMBREIAJULUI

1. Aspecte genarale

Proiectarea unui produs parcurge urmatoarele etape:

pregatirea generala (stabilirea stadiului mondial in domeniu);

pregatirea teoretica (intocmirea de schite, scheme constructive si calcule preliminare);

schitarea proiectului (analiza solutiilor existente, elaborarea de schite si scheme noi si a calculelor de baza);

proiectarea tehnica (definitivarea schemei constructive a produsului si a detaliilor);

elaborarea modelului functional (prototipul de laborator, macheta etc.);

experimentarea si testarea modelului functional;

definitivarea proiectarii si corectarea erorilor;

fabricarea seriei zero;

incercari uzinale;

concluzii si recomandari.

Pentru ambreiaj, calculul cuprinde determinarea dimensiunilor principale in raport cu valoarea maxima a momentului motor, in functie de tipul si destinatia automobilului si de verificarea la rezistenta a principalelor piese componente.

2. Determinarea momentului necesar al ambreiajului

In timpul functionarii ambreiajului, ca urmare a frecarilor normale din fazele de cuplare-decuplare, suprafetele de frecare ale discurilor conduse sunt supuse uzurii, arcurile de presiune se detensioneaza, iar forta de apasare se micsoreaza. Pentru ca ambreiajul sa fie capabil sa transmita momentul maxim al motorului si in cazul cand garniturile sunt uzate, la dimensionarea ambreiajului se adopta    un moment mai mare decat momentul maxim al motorului, numit momentul necesar sau momentul de calcul al ambreiajului.

= (1)

Alegerea valorii coeficientului de siguranta β se face tinandu-se seama de tipul si destinatia automobilului, precum se de particularitatile ambreiajului.

Pentru valori mari ale coeficientului de siguranta se reduce intensitatea patinarii ambreiajului deci si lucrul mecanic de patinare, creste durata de functionare a ambreiajului, se reduce timpul de ambreiere si se imbunatatesc performantele dinamice ale automobilului.

Marirea exagerata a coeficientului de siguranta conduce la aparitia unor suprasarcini in transmisie, in special la franarea brusca a automobilului precum si marirea fortei necesare decuplarii ambreiajului.

Reducerea valorii coeficientului de siguranta a ambreiajului conduce la o buna protectie a transmisiei la suprasarcini, dar la o uzura mai mare a discurilor, deoarece patinarea ambreiajului este mai intensa. Forta necesara decuplarii este mai redusa.

Transmiterea integrala a momentului motor si dupa uzarea maxima normala a garniturilor de frecare inseamna ca, in aceasta situatie limita, coeficientul de siguranta al ambreiajului sa fie mai mare sau cel mult egal cu unu, adica:

Tinand cont de cele prezentate mai inainte, pentru valorile coeficientului de siguranta at ambreiajului se recomanda valorile:

-β=1,3...1,75 pentru autoturisme cu capacitate normala de trecere;

-β=2,0...2,5 pentru autoturisme cu capacitate marita de trecere;

-β=3,0...4,0 pentru autoturisme de competitii sportive;

-β=1,6...2,0 pentru autocamioane si autobuze obisnuite;

-β=2,0...3,0 pentru autocamioane cu remorca sau autobuze urbane.

Valorile spre limita superioara se recomanda in cazul ambreiajelor cu arcuri elicoidale periferice, iar valorile spre limita inferioara in cazul ambreiajelor cu arc central diafragma.

In cazul ambreiajelor semicentrifugale coeficientul de siguranta β este o marime variabila si depinde de turatia motorului. La aceste ambreiaje, coeficientul de siguranta corespunzator turatiei nule a motorului (forta de apasare se datoreste numai arcurilor de presiune) se alege apropriat de unitate:

-β=0,85...1,00 pentru autoturisme;

-β=1,00...1,30 pentru autocamioane.

3. Presiunea specifica si cresterea temperaturii pieselor ambreiajului

a) 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, adica:

(2)

Valoarea maxima a presiunii specifice este limitata de tensiunea admisibila la strivire a materialului garniturilor. In adoptarea valorii sale in etapa de predimensionare a ambreiajului trebuie avut in vedere:

-valori spre limita tensiunii de strivire favorizeaza reducerea dimensiunilor ambreiajului (discurile conduse vor avea dezvoltari radiale mici), a momentului de inertie, dar durabilitatea ambreiajului se reduce sub limitele acceptate pentru constructia de automobile;

-valori mici ale presiunii specifice implica suprafete mari de frecare (discurile conduse vor avea dezvoltari radiale mari), cresterea dimensiunilor de gabarit, a maselor si momentelor de inertie ale ambreiajului. In plus creste uzura garniturilor, deoarece cresc vitezele tangentiale de alunecare dintre suprafetele de contact.

Din considerente de uzura a suprafetelor de frecare, presiunea specifica se admite in urmatoarele limite:

-=0,2...0,5 [MPa] in cazul garniturilor din rasini sintetice impregnate cu fibre de kevlar sau de sticla;

-=1,2...2,5    [MPa] pentru garniturile metaloceramice.

Valori ale presiunii specifice pentru diferite materiale de garnituri sunt date in paragraful care prezinta materiale pentru garnituri.

Lucrul mecanic total pierdut prin patinare in primele doua faze de cuplare a ambreiajului se determina cu relatia:

(0)

unde k= (30..50) N m/s;

ω_m este viteza unghiulara a partii conducatoare care se considera    la limita egala cu turatia de moment maxim a motorului;

este momentul rezistent la pornirea din loc redus la arborele ambreiajului.

Raza medie a suprafetei de frecare se poate determina si cu relatia:

c. Actionarea cu servomecanism. In acest caz sistemul de actionare are in compunere o pompa centrala obisnuita si un cilindru receptor dublu hidro-pneumatic (varianta a doua de constructie), astfel forta de actionare a furcii cuprinde, atat forta din partea hidraulica F₆, cat si forta din partea pneumatica F₉, care realizeaza efectul servo. Acesta se calculeaza pentru o presiune din instalatia pneumatica de 8 bar.

Se recomanda sa se tina cont si de forta elastica a arcului de mentinere a pedalei, care mareste forta la pedala F_p si a carei valoare se adopta constructiv.

Schema actionarii cu servomecanism este prezentata in figura 1

Fig.1Schema cu actionare hidro-pneumatica servoasistata