CATEGORII DOCUMENTE |
Aeronautica | Comunicatii | Electronica electricitate | Merceologie | Tehnica mecanica |
COLEGIUL TEHNIC TRAIAN VUIA
TEMA:
SCHEMA CINEMATICA A CUTIEI
DE VITEZE CU 2 ARBORI
Memoriu explicativ
Inca din cele mai vechi timpuri, omul a cautat metode prin care sa poata transporta diferite materiale sau hrana de la distante mult mai mari. Astfel, el a construit, folosindu-si inteligenta cu care este inzestrat, diferite mijloace de transport, de la cele mai rudimentare, atingand apogeul in sec. al XIX-lea, odata cu inventia automobilului.
Masinile sunt mijloace de transport mici si motorizate. Succesul lor ca mijloace de transport de personae si marfa se datoreaza vitezei si independentei pe care o permit.
Dintre realizarile tehnice care au cunoscut o evolutie indelungata, automobilul si-a cucerit treptat un loc insemnat in viata oamenilor, el fiind astazi un mijloc eficace pentru a invinge distantele si timpul si devenind totodata stapanul necontestat al desului paienjenis de drumuri ce strabat intinsul pamantului.
Arhitectura automobilului a fost o problema careia constructorii i-au dat mai putina importanta, acestia urmarind in primul rand realizarea unor agregate mecanice cu care sa obtina performante tehnice deosebite.
Plecindu-se
de la cele mai reusite trebuie sa amintim numele lui Louis Renault,care in
Nici alti ingineri nu duceau lipsa de idei in domeniul mecanici, August Horch inventind cutia de viteze si diferentialul fabricate din aliaje usoare.
Daca momentul maxim al motorului ar fi transmis direct rotilor motoare automobilul n-ar putea porni. Pentru ca turatia motorului sa fie transmisa rotilor,ori sa putem manevra automobilul inapoi in conditiile in care arborele cotit al motorului se roteste intr-un singur sens, sau in vederea rezolvarii tuturor problemelor ridicate de circulatia pe diferite drumuri,cind valoarea necesara fortei de tractiune poate fi diferita,intre motor si rotile automobilului se monteaza o serie de mecanisme cu roti dintate,care reduc turatia dupa,necesitati,marind in acelasi timp cuplul transmis.
Rolul cutiei de viteze care face parte din transmisia automobilului este deci urmatorul:
permite modificarea fortei de tractiune in functie de variatia rezistentelor de inaintare
permite deplasarea automobilului cu viteze reduse in raport cu turatia motorului
permite mersul inapoi al automobilului,fara a inversa sensul de rotatie al motorului
realizeaza intreruperea legaturii dintre motor si restul transmisiei in timp ce motorul functioneaza (dar automobilul sta pe loc).
In cele ce urmeaza voi prezenta destinatia,clasificarea,partile componente,citeva tipuri constructive de cutii de viteze,precum si materialele utilizate la constructia cutiilor de viteze,defectele in exploatare,inlaturarea lor,si intretinerea cutiei de viteze.
Destinatia, conditiile impuse si clasificarea cutiilor de viteze
Cutia de viteze este al doilea organ al transmisiei automobilului, in sensul de transmitere a miscarii de la motor, avind urmatoarele functii:
Permite modificarea fortei de tractiune in functie de variatia rezistentelor la inaintare
Permite mersul inapoi al automobilului, fara a inversa sensul de rotatie a motorului
Realizeaza intreruperea indelungata a legaturilor dintre motor si restul transmisiei in cazul in care automobilul sta pe loc cu motorul in functiune
Cutia de viteze a unui automobil trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:
Sa asigure calitati dinamice si economice bune
Sa prezinte siguranta in timpul functionarii
Sa prezinte o constructie simpla, rezistenta si sa fie usor de manevrat
Sa prezinte o functionare fara zgomot si sa aiba un randament cit mai ridicat
Sa aiba o rezistenta mare la uzura
Sa fie usor de intretinut
Cutiile de viteze cu trepte se clasifica dupa felul miscarii axei arborilor si dupa numarul treptelor de viteze.
Dupa felul miscarii axei arborilor, cutiile de viteze cu trepte pot fi:
Cu axe fixe, la care arborii au axa geometrica fixa
Planetare
Dupa numarul treptelor de viteze, cutiile de viteze pot fi cu trei, patru, cinci, sase sau chiar mai multe trepte.
Dupa modul de schimbare al treptelor de viteze, cutiile de viteze pot fi:
Cu comanda directa
Cu comanda semiautomata/Cu comanda automata
Partile componente ale cutiei de viteze
Cutia de viteze, indiferent de numarul treptelor,se compune din:
Mecanismul reductor sau cutia de viteza propriu-zisa
Mecanismul de comanda cu dispozitivele de fixare si zavorire a treptelor
Solutii constructive de cuplare a treptelor
Cuplarea treptelor se poate obtine prin:
Roti dintate cu deplasare axiala (culisante)
Roti dintate angrenate permanent si mansoane de cuplare simple
Roti dintate angrenate si sincronizatoare
Cuplarea treptelor prin roti dintate cu deplasare axiala
Rotile dintate 2 si 4, din figura 1, sunt fixe pe arborele P, iar blocul rotilor dintate 1-3 se poate deplasa axial pe arborele secundar S prevazut cu caneluri.Cuplarea treptelor se obtine prin deplasarea spre stinga sau dreapta a blocului de roti 1-3 pina cind roata 1 va angrena cu roata 2, respectiv roata 3 va angrena cu roata 4. La cuplarea treptelor cu roti dintate culisante, se produce zgomot datorita socurilor ce au loc din cauza vitezelor tangentiale diferite ale rotilor ce intra in angrenare, ceea ce duce la uzura laterala a dintilor.
Cuplarea treptelor cu mansoane de cuplare.
Solutia se aplica in cazul rotilor dintate permanent angrenate. Rotile dinate 1 si 3 din fig. 2, se rotesc liber pe arborel S si sunt in angrenare permanenta cu rotile 2 si 4, fixate pe arborele P.Mansonul de cuplare m se compune dintr-un manson de ghidare 5 si dintr-o coroana culisara 6,prevazuta cu o dantura interioara prin care se solidarizeaza cu mansonul de ghidare.
Cuplarea treptelor se obtine prin deplasarea coroanei culisare 6 spre stinga sau dreapta, pina cind dantura sa interioara se va cupla cu dantura auxiliara d a rotii 1, respectiv 3.
In scopul usurarii cuplarii treptelor se utilizeaza, in unele cazuri, mansoane de constructie speciala. De asemenea marginile dintilor danturilor de cuplare sunt tesite.
Cuplarea treptelor cu
sincronizatoare
Prin sincronizare se urmareste ca, inainte de cuplare mansonul cu roata dintata, vitezele unghiulare sa se egalizeze, astfel incit cuplarea rotilor sa se faca fara socuri.
Avantajele sincronizarii sunt urmatoarele: se elimina zgomotele, se mareste durabilitatea rotilor dintate, se usureaza conducerea prin micsorarea timpilor morti intre schimburile treptelor de viteze.
Sincronizatorul conic cu inertie cu inele de blocare (figura 3 )
Figura 3.
Pinionul 1 al arborelui primar se
afla in angrenare permanenta cu roata dintata
De
ambele parti ale mansonului, pe suprafetele conice 13 si 14, se gasesc dispuse
inelele de blocare din bronz 9, prevazute cu coroanele dintate 12, avind
acelasi pas ca si coroanele dintate 2 si 6 din dantura interioara a coroanei
10. Partile frontale ale dintilor inelelor de blocare si ai coroanelor rotilor
dintate, la partea dinspre manson, sunt tesite sub acelasi unghi ca si dintii
interiori ai coroanei
Datorita faptului ca partea centrala a pastilelor este asezata in crestaturile 15, iar partile laterale in ferestrele inelelor de blocare, mansonul si inelele se rotesc impreuna. Latimea ferestrelor 16 din inelele de blocare este mai mare decit latimea pastilelor 3 cu un joc putin mai mare decit jumatate din grosimea dintilor. Din acest motiv, inelele de blocare au posibilitatea unei deplasari unghiulare in raport cu mansonul, cu un unghi determinat de jocul dintre pastile si peretii laterali ai ferestrelor 16, dintii inelului se rotesc in raport cu dintii coroanei 10 cu o jumatate din grosimea lor impiedicind deplasarea coroanei in directia rotii dintate care urmeaza sa se cupleze. In aceasta consta actiunea de blocare al inelelor.
Functionarea sincronizatorului in vederea cuplarii unei trepte cuprinde mai multe etape. In continuare se prezinta functionarea sincronizatorului la cuplarea prizei directe.
Sub actiunea momentului de frecare, se produce egalarea vitezelor arborelui secundar si pinionului 1 (care realizeaza prin cuplare priza directa). Pentru aceasta coroana si mansonul, solidarizate prin bilele 5, impreuna cu pastile 3, se deplaseaza spre stinga cu ajutorul furcii 4. Pastilele, sprijinindu-se cu capetele de ferestre inelelui de blocare 9, apasa acest inel pe suprafata conica 13. Datorita frecarii care ia nastere intre suprafetele conice in contact, inelul de blocare se roteste in raport cu mansonul, in sensul rotirii rotii dintate 1, cit ii permite jocul dintre pastilele 3 si ferestrele 16 ale inelului. In urma rotatiei inelului de blocare, cu un sfert de pas, dintii inelului vin partial in dreptul dintilor coroanei 10, impiedicind deplasarea coroanei spre pinionul 1, pina cind vitezele unghiulare ale pinionului 1 si a arborelui secundar nu se egaleaza. Efortul axial transmis de conducator asupra coroanei si mansonului se transmite inelului de blocare, care, apasind asupra suprafetei conice 13, da nastere la o forta de frecare ce conduce la egalarea vitezelor unghiulare.
Dupa
ce viteza de rotatie a arborelui primar si cea a inelului de blocare devin
egale, componenta tangentiala a fortei de apasare dintre tesiturile dintilor
coroanei si ai inelului devine suficienta pentru a roti inelul de blocare in
sens opus rotatiei arborelui primar. La rotirea inelului de blocare, chiar cu
un unghi mic, dintii coroanei intra in angrenare cu dintii inelului de blocare,
iar interactiunea dintre tesiturile dintilor inceteaza, si cu aceasta frecarea
dintre suprafetele conice ale inelului de blocare si ale arborelui primar. In
aceasta situatie, coroana 10 se poate deplasa in lungul mansonului dupa
invingerea fortei arcurilor 17, prin impingerea bilelor in lacasul de placute,
iar dantura ei va angrena cu dantura
In figura de mai sus sunt prezentate diferitele faze ale procesului de sincronizare la cuplarea treptei de priza directa.
Treapta de mers inapoi
Treapta de mers inapoi se obtine prin intercalarea unor roti dintate suplimentare intre cele doua roti dintate ale treptei 1.
In figura a se reprezinta treapta de mers inapoi ce se obtine cu doua roti dintate culisante.
Treapta de mers inapoi se poate realiza constructiv mai simplu, prin intercalarea unei singure roti dintate ale treptei 1 ( figura b). Rotile dintate 1 si 2 ale treptei I vor fi cuplate simultan cu pinionul 3, care, in acest caz, este mai lat, raportul de transmitere fiind insa egal cu cel al treptei I.In felul acesta,sensul de rotatie al arborelui secundar se schimba,deci si sensul de mers al automobilului.
Mecanismul de comanda a cutiei de viteze
Acest mecanism are rolul de a cupla si decupla perechile de roti dintate cu scopul obtinerii diferitelor trepte.
Comanda treptelor se poate face manual sau cu servocomanda.Comanda manuala poate fi la rindul ei directa,cumaneta pe capacul cutiei de viteze,sau de la distanta,utilizata la automobilele la care cutia de viteze nu se gaseste in apropierea locului conducatorului.
Comanda directa cu maneta asezata pe capacul cutiei de viteze. Maneta este prevazuta cu articulatia sferica 8,pentru a putea oscila in locasul sferic 7 al cutiei de viteze,cu scopul executarii operatiilor de cuplare a treptelor.In capacul 7 pot culisa tijele 5 si 6,pe care sint fixate furcile 4 si,respectiv 3.
Aceste furci au niste locasuri in forma de U, in care intra capatul inferior al manetei 1.
Fiecare furca poate comanda succesiv doua trepte. Articulatia sferica 8 este apasata in locasul sau de arcul 2.
Pentru
cuplarea unei trepte, conducatorul deplaseaza maneta
Rezulta ca, pentru cuplarea unei trepte, sint necesare doua operatii: selectarea (alegerea) treptei si cuplarea propriu-zisa a treptei.
Mai exista si alte tipuri de comanda: comanda la distanta, si mecanismul de comanda cu maneta pe coloana volanului.
Dispozitivul de fixare a treptelor
Dispozitivul de fixare a treptelor exclude posibilitatea autocuplarii si autodecuplarii treptelor si asigura angrenarea rotilor pe toata lungimea dintilor.
La automobile, dispozitivele de fixare cele mai raspindite sint cele cu bile.
Pentru fixarea treptelor, fiecare tija culisanta 3, are pe partea superioara teri locasuri semisferice in care intra bila 1, apasata de arcul 2. Locasurile extreme ale tijei 3 corespund celor doua trepte pe care le realizeaza furca respectiva, iar cel din mijloc-pozitiei neutre. Distantele dintre aceste locasuri trebuie astfel alese incit bila 1 sa nu permita deplasarea de la sine a tijei culisante 3 datorita vibratiilor sau fortelor axiale produse la angrenarea rotilor dintate, ci numai sub efortul depus de conducator.
Dispozitivul de zavorire a treptelor
Dispozitivul de zavorire a treptelor exclude posibilitatea cuplari concomitente a mai multor trepte.
Zavorirea treptelor de viteza se obtine prin practicarea unui locas lateral in fiecare tija 2, astfel incit boltul (zavorul) 1 sa impidice cuplarea simultana a doua trepte. Unele scheme de organizare prevad in locul boltului 1, cite doua bile.
In figura de mai jos este prezentata cshema de functionare a dispozitivului de zavorire a treptelor unei cutii de viteze cu patru trepte.
Tijele culisante extreme 1 si 5 sint prevazute in plan orizontal pe partea interioara cu cite un locas semisferi. Tija centrala 3 este prevazuta in plan orizontal cu cite doua locasuri semisferice. In dreptul locasurilor, tija centrala este prevazuta cu un orificiu in care se monteaza stiftul 4, intre tijele extreme si tija centrala se gasesc cite doua bile (zavoare) 2 si 6.
In pozitia neutra, toate locasurile se afla pe aceeasi linie, iar intre bile si locasuri exista un joc mic. Daca se deplaseaza tija centrala ea va actiona asupra bilelor 2 si 6, care vor iesi din locasurile ei, si le va obliga sa intre in locasurile tijelor 1 si 5. Astfel, tijele extreme 1 si 5 se vor zavori sin u se vor elibera pina cind tija centrala 3 este readusa in pozitia neutra.
In cazul
deplasarii tijei extreme 1 se va actiona asupra bilelor 2, scotindu-le din locasul e isi obligindu-le sa
inter in locasul tijei centrale
In figura 5(anexa 1) se reprezinta constructia mecanismului de actionare cu dispozitive de fixare si zavorire a treptelor, utilizat la automobile. Mecanismul este prevazut cu trei tije culisante 2 cu ajutorul carora se obtin cele cinci trepte pentru mersul inainte si una pentru mersul inapoi.
Pentru imbunatatirea selectarii,treapta I si mersul inapoi sint comandate de aceeasi tija,iar,pentru cuplarea lor,maneta 16 trebuie actionata cu o forta marita pentru a invinge rezistenta arcului 13.
Alte tipuri de cutii de viteze
Cutii de viteze pentru autoturisme
Cutiile de viteze pentru autoturisme se construiesc cu trei, patru sau cinci trepte, in functie de capacitatea cilindrica a motorului: la capacitate cilindrica medie si mare cu trei trepte, deoarece, avind o rezerva mare de putere, nu necesita schimbarea deasa a treptelor: la capacitate cilindrica mica si spre medie cu patru trepte si mai rar cu cinci trepte.
Autoturismele construite dupa solutia "clasica" (motorul in fata si puntea motoare in spate) sint prevazute cu cutii de viteze cu trei arbori.
In cazul autoturismelor construite dupa solutiile "totul in fata" si "totul in spate", deoarece nu se poate obtine coaxialitatea arborelui primar cu arborele secundar, "priza directa" lipseste. In acest caz, cutia de viteze are doi arbori: arborele primar, cuplat cu arborele ambreiajului printr-un manson, si arborele secundar, montat sub arborele primar. Cutia de viteze a autoturismului ARO organizat dupa solutia clasica este reprezentata in figura 7 (anexa 3). Cutia de viteze este de tipil cu trei arbori si permite obtinerea a patru trepte pentru mersul inainte (sincronizate) si o treapta pentru mersul inapoi. Sincronizatoarele utilizate sint de tipul cu inerti esi bolturi de blocare.
2 Cutia de viteze hidrodinamica
Cutia de viteze hidrodinamica este un variator de cuplu cu autoreglare,adica realizeaza variatia momentului motor si a raportului de transmiter,automat,fara servomecanism.
Spre deosebire de ambreiajul hidraulic care transmite un moment egal cu momentul motor, cutia de viteze hidrodinamica transmite un cuplu care se modifica cu turatia, adica transmiterea miscarii se face cu transformarea momentului. Din aceasta cauza, cutia de viteze hidrodinamica se mai numeste si hidrotrnsformator.
In principiu, un hidrotransformator simplu se compune din trei elemente hidraulice cu palete, si anume: pompa, turbina si reactorul.
Materiele utilizate la constructia cutiilor de viteze
Rotile dintate se executa din oteluri aliate.
Pentru marirea duratei de functionare, rotile dintate sint supuse unui tratament termochimic (cementare sau cianurare), urmat de tratamentul termic corespunzato. In cazul rotilor dintate care se cementeaza, se utilizeaza otelurile aliate de tipul 15 CO 8,18 MC 10, 18 MoCN 13X, 21 MoMc 12X, 13 CN 30 X, 21 TMC 12 sau 28 TMC 12 (STAS 791-66). Pentru rotile dintate care se cianureaza se folosesc, in general, otlurile aliate cu Cr-Ni-Mo.
Arborii cutiei de viteze sint executati,
in general, din oteluri aliate. Pentru arborii executati dintr-o bucata cu
rotile dintate, se recomanda acelasi material ca si rotile dintate, iar pentru
ceilalti arbori, oteluri aliate cu un continut mediu de carbon, de tipul: 41
MoC 11X,
Carterul cutiei de viteze este executat, de obicei, din fonta cenusie, nealiata de rezistenta medie. Pentru reducerea greutatii se utilizeaza si cartere din aliaje de aluminiu (Dacia, Oltcit)
Intretinerea cutiei de viteze
Intretinerea cutiei de viteze consta in urmatoarele lucrari:
controlul fixarii cutiei pe carterul ambreiajului sau pe cadru
verificarea stringerii piulitelor de la flansa arborelui secundar
verificarea etanseitatii carterului prin observarea locurilor pe unde au loc pierderi de ulei
controlul zgomotelor cu stetoscopul
controlul functionarii dispozitivelor de fixare si zavorire
reglarea mecanismului de comanda a treptelor
gresarea articulatiilor mecanismului de comanda
controlu si complectarea nivelului uleiului
schimbarea lubrifiantului din carter
La automobile cu comanda la distanta a cutiei de viteze si la cele cu maneta pe coloana volanului, trebuie sa se regleze, periodic, lungimile tijelor intermediare pentru a se aduce in concordanta cu pozitia pinioanelor din cutia de viteze.
Ungerea cutiei de viteze se face cu ulei special pentru transmisie.Schimbarea uleiului consta in golirea celui uzat si umplerea pina la nivel cu altul proaspat. De regula, nivelul uleiului in carter trebuie sa fie la marginea inferiora a orificiului de umplere.
Periodic, se controleaza nivelul lubrifiantului in carter, care trbuie sa fie la nivelul orificiului de alimentare.
Deasemenea, atunci cind instructiunile de exploatare prevad, se fac inlocuirea in functie de anotimp (iarna-vara) a uleiului, chiar daca rulajul prevazut nu a fost realizat.
NTSM
-intretinerea si repararea autovehiculelor se va face in hale si incaperi amena-jate, dotate cu utilaje, instalatii si dispozitive adecvate
-executarea unor lucrari de demontare, intretinere sau reparare a autovehicu-lelor este admisa si in spatii amenajate inafara halelor si atelierelor de intreti-nere denumite "platforme tehnologice" . Aceste platforme vor fi delimitate, marcate si amenajate corespunzator, iar atunci cand este necesar vor fi im-prejmuite
-caile de acces din hale ateliere si de pe platformele tehnologice vor fi intreti-nute in stare buna si vor fi prevazute cu marcaje si indicatoare de circulatie standardizate
-incalzirea halelor si incaperilor de lucru va fi asigurata in perioada anotim-pului rece in functie de temperatura exterioara si in limitele stabilite de "Normele generale de protectia muncii"
-in halele de intretinere si reparare a autovehiculelor, canalele de revizie vor fi intretinute in stare curata, asigurandu-se scurgerea apei, a uleiurilor si a combustibililor
-nu se admite pornirea motoarelor autovehiculelor in interiorul halelor decat daca exista instalatii de exhaustare, in stare de functionare
-instalatiile de ventilatie generala si locala din halele si incaperile destinate lucrarilor de intretinere si reparare a autovehiculelor vor fi in buna stare, urmarindu-se in permanenta functionarea lor la parametrii proiectati
-persoanele fizice sau juridice vor asigura afisarea instructiunilor tehnice si de exploatare privind instalatiile de ventilatie, precizand programul de function-nare al acestora precum si obligatiile referitoare la reviziile tehnice si verificarile periodice
-utilajele din hala si ateliere vor fi bine fixate, legate la pamant, dotate cu dispozitivele de protectie in buna stare
-la demontarea, montarea si transportul subansamblelor grele se vor folosi mijloace mecanice de ridicare si manipulare. Prinderea subansamblelor la mijloacele de ridicat se va face cu dispozitive speciale, omologate, care sa asigure prinderea corecta si echilibrata a subansamblelor
Bibliografie
1. Gheorghe Fratila, M. V.Popa: Automobile:sofer mecanic auto,Editura didactica si pedagogica Bucuresti-1992
2. Ing. Octavian Palade: Introducere in mecanica auto, Colectia "Biblioteca Automobilistului"-1984
3. Marincas, D. Abaitancei, D. :Fabricarea si repararea autovehiculelor rutiere, Ed. Didactica si pedagogica-1982
4. Ministerul Muncii si Protectiei Sociale, Ministerul Sanatatii:Norme generale de protectia munci
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 6883
Importanta:
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved