Ambreiajul

1. Principalele cerinte impuse ambreiajului

Ambreiajul este inclus n transmisia automobilului n scopul compensrii principalelor dezavantaje ale motorului cu ardere intern, care constau n: imposibilitatea pornirii sub sarcin, existena unei zone de funcionare instabile i mersul neuniform al arborelui cotit. Necesitatea includerii ambreiajului n transmisia automobilului este determinat de particularitile funcionrii acesteia, caracterizat mai ales de cuplarea i decuplarea transmisiei automobilului de motor. Decuplarea este necesar la oprirea i frnarea total a automobilului sau la schimbarea treptelor de viteze, iar cuplarea este necesar la pornirea din loc i dup schimbarea vitezelor. Prin decuplarea transmisiei de motor, roile dinate din cutia de viteze nu se mai afl sub sarcin i cuplarea lor se poate face fr eforturi mari ntre dini. n caz contrar, schimbarea treptelor de vitez este aproape imposibil, funcionarea cutiei de viteze fiind nsoit de zgomot puternic, uzura dinilor este deosebit de mare i poate avea loc chiar distrugerea lor. Cuplarea lin a arborelui primar al cutiei de viteze cu arborele cotit al motorului, care la o turaie ridicat, asigur creterea treptat i fr ocuri a sarcinii la dinii roilor dinate i la piesele transmisiei, fapt care micoreaz uzura i elimin posibilitatea ruperii lor.Cerinele principale impuse ambreiajelor automobilelor sunt urmtoarele: * la decuplare, s izoleze rapid i complet motorul de transmisie, pentru a face posibil schimbarea vitezelor fr ocuri; * la cuplare, s mbine lin motorul cu transmisia, pentru a evita pornirea brusc din loc a automobilului i ocurile n mecanismele transmisiei;* n stare cuplat s asigure o mbinare perfect ntre motor i transmisie, fr patinare;* elementele conduse ale ambreiajului s aib momente de inerie ct mai reduse pentru micorarea sarcinilor dinamice n transmisie;* s aib o funcionare sigur i de lung durat;* acionarea s fie simpl i uoar;* regimul termic s aib valori reduse i s permit o bun transmitere a cldurii n mediul nconjurtor. 2 Clasificarea ambreiajelor Clasificarea ambreiajelor utilizate n construcia de autovehicule se realizeaz dup modul de acionare i dup modul de transmitere a momentului motor. a) Dup modeul de acionare ambreiajele se mpart n: - Ambreiaje neautomate (puse in funciune de fora muscular a conductorului auto prin acionarea mecanic sau hidraulic) - Ambreiaje automate, acionate hidraulic, penumatic, electric sau vacuumatic, n funcie de poziia pedalei de acceleraie, turaia sau sarcina motorului sau de poziia prghiei de schimbare a treptelor de vitez

b) Dup modul de transmitere a monetului motor de la parte conductoare la partea condus se mpart n: - Mecanice cu frciiune, care realizeaz trasnmiterea momentului motor prin frecarea dintre prile conductoare i cele conduse ale ambreiajului - Hidarulice, care transmit momentul motor prin intermediul unui lichid - Elecromagnetice, care realizeaz trasmiterea momentului motor prin interaciunea cmpurilor electromagnetice ale prilor conductoare i conduse - Combinate

Ambreiajele mecanice se calsific dup mai multe criterii, i anume: a) Dup forma suprafeei de frecare i direcia de aplicare a forei de apsare, se deosebesc: - Ambreiaje cu discuri (for axial) - Ambreiaje cu tamburi (for radial) - Amebreiaje cu conuri (for radial-axial) b) Dup modul de realizare a forei de apsare, exist: - Ambreiaje cu arcuri - Ambreiaje cu prghii - Ambreiaje electromagnetice, ambreiaje hidrostatice cu apsare hidraulic, ambreiaje semicentrifuge, ambreiaje centrifuge c) Dupa construcia mecanismului de presiune, se deosebesc: - Ambreiaje normal cuplate - Ambreiaje afacultativ cuplate

d) Dup natura frecrii pot fi: - Ambreiaje cu frecare uscat - Ambreiaje cu frecare umed e) Dup modeul de distribuie a puterii de trasnmisie, se deosebesc: - Ambreiaje cu un singur sens (simple) - Ambreiaje cu dou sensuri (duble)

Ambreiajele normal Funcionarea ambreiajului mecanic se bazeaz pe forele de frecare care apar ntre dou sau mai multe perechi de suprafee sub aciunea unei fore de apsare. Prile componente ale unui ambreiaj sunt grupate astfel: partea conductoare; partea condus; mecanismul de acionare. Partea conductoare a ambreiajului este solidar la rotaie cu volantul motorului, iar partea condus cu arborele ambreiajului. Pe volantul motorului este apsat discul condus de ctre discul de presiune datorit forei dezvoltate de arcuri. Discul condus se poate deplasa axial pe canelurile arborelui ambreiajului. Discul de presiune este solidar la rotaie cu volantul prin intermediul carcasei. Partea conductoare a ambreiajului este format din: volantul, discul de presiune, carcas i arcurile de presiune. Partea condus se compune din: discul condus cu garniturile de frecare i arborele ambreiajului. Prin frecarea ce ia natere ntre suprafeele de contact ale volantului i discul de presiune pe de o parte i suprafeele discului condus pe de alt parte, momentul motor este transmis arborelui primar al cutiei de vitez i mai departe, prin celelalte organe ale transmisiei, la roile motoare. Dac se apsa asupra pedalei mecanismului de comand al ambreiajului, fora se transmite prin prghia cu furc la manonul discului de presiune i nvingnd fora dezvoltat de arcuri, deprteaz discul de frecare, iar momentul motor nu se transmite mai departe; aceast este poziia decuplat a ambreiajului. Cuplarea din nou a ambreiajului se realizeaz prin eliberarea lin a pedalei, dup care arcurile vor apsa din nou discul de presiune pe discul condus, iar acesta din urm pe volant. Atta timp ct ntre suprafeele de frecare ale discurilor i volantului nu exist o apsare mare, fora de frecare care ia natere ntre aceste suprafee va fi mic. n acest caz, ambreiajul nu va putea transmite ntregul moment motor i n consecin, va exist o alunecare ntre volant i discul condus, motiv pentru care discul va avea o turaie mai mic. Aceast este perioad de patinare a ambreiajului. n aceast situaie se va transmite prin ambreiaj numai o parte din momentul motor. n perioad de patinare a ambreiajului, o parte din energia mecanic se transform n energie termic, iar ambreiajul se nclzete, producnd uzur mai rapid a garniturilor de frecare ale discului condus. La eliberarea complet a pedalei ambreiajului, for de apsare dezvoltat de arcuri este suficient de mare pentru ase transmite n ntregime momentul motor. Ambreiajele macanice utilizate la automobile se clasifica dup mai multe criterii. Dup form geometric a suprafeelor de frecare, ambreiajele pot fi: cu discuri, cu saboi i cu conuri. Dup numrul arcurilor de presiune i modul de dispunere a lor, ambreiajele pot fi: cu mai multe arcuri dispuse periferic i cu un singur arc central. Dup numrul discurilor conduse, ambreiajele pot fiu: cu un disc, cu dou discuri i cu mai multe discuri. Dup modul de obinere a forei de apsare, 10 ambreiajele pot fi: simple, semicentrifuge i centrifuge. Dup condiiile de lucru ale suprafeelor de frecare, ambreiajele pot fi: uscate sau n ulei. Dup tipul mecanismului de comand, ambreiajele pot fi cu comand: mecanic, hidraulic, cu servomecanism i automat. Dup modul de realizare a debreierii, ambreiajele pot fi: cu debreire manual, semiautomata, automat.

Ambreiaj cuplat Ambreiaj decuplatAmbreiajele facultativ cuplate necesit aciunea unei fore din exterior, att la cuplare cat i la decuplare, ns odat cuplate sau decuplate rmn n aceast poziie, indiferent daca aciunea forei s-a ntrerupt sau nu.Ambreiajele centrifuge, (sub aciunea unor arcuri) sunt decuplate cnd motorul nu funcioneaz. Pe msura creterii turaiei motorului, contragreutile, cu care este prevzut ambreiajul, se deplaseaz apsnd pe discul de presiune i realiznd cuplarea. La reducerea turaiei motorului pn la mersul n gol, ambreiajul se decupleaz. La cuplarea treptelor de viteze, decuplarea acestui ambreiaj se realizeaz acionnd asupra unei pedale. Aceste ambreiaje prezint dezavantajul ca, la turaie intermediar i sarcin mare a motorului, pot s patineze. Au perspective de aplicare n transmisiile automate

Ambreiajele hidrodinamice

Ambreiajele hidrodinamice lucreaz dup principiul mainilor hidraulice rotative i const n asocierea unei pompe centrifuge i a unei turbine ntr-un singur agregat, folosind c agent de transmisie un lichid. Ambreiajele hidrodinamice se folosesc la unele tipuri de automobile moderne datorit unor avantaje: demarare mai lin a automobilului, deplasarea n priz direct la viteze foarte reduse. Ambreiajul hidrodinamic este format dintr-un rotor-pomp, montat pe arborele motor n locul volantului i din rotor-turbin, montat pe arborele condus. Cele dou componente au la partea exterioar palete radiale plane. ntregul ansamblu este nchis ntr-o carcas etan, umplut n proporie de 85% cu ulei mineral pentru turbine. n momentul care motorul ncepe s funcioneze, va antrena i rotorul pomp iar uleiul care se gsete ntre paletele sale sub aciunea forei centrifuge, 11este mpins ctre periferie i obligat s circule n sensul sgeii, adic uleiul va trece din rotor-pomp n rotor-turbin i apsnd asupra paletelor lui n micare. La demarare cnd automobilului nc nu este n micare, turaia rotorului-turbin este zero. La o vitez a rotorului aturbina egal cu a rotorului-pomp articolele nu va mai circul, deoarece cele dou fore centrifuge vor fi egale. Particulele vor trece din rotorul pomp n rotorul-turbin numai n cazul n care rotorul turbin se va roti mai ncet dect rotorul pomp. Existena alunecrii face ca, n toate cazurile, ambreiajul hidodinamic s transmit un moment oarecare la sistemul de rulare al automobilului i s nu fie posibil niciodat o decuplare complet a motorului de transmisie, iar schimbarea treptelor de vitez s fi anevoioas. Din acest motiv, la automobilele cu cutii de vitez n trepte, ambreiajul hidrodinamic se utilizeaz mpreun cu un ambreiaj mecanic auxiliar, care s asigure o declupare complet ntre motor i transmisie. Utilizarea ambreiajului hidrodinamic fr ambreiajul mecanic este permis numai la automobilele echipate cu cutii de viteze planetare, la care schimbarea treptelor de vitez se face prin frnarea unor elemente ale transmisiei planetare. Ambreiajele hidrodinamice prezint urmtoarele avantaje: confer automobilului o demarare mai lin; permit deplasarea n priz direct cu vitez redus; amortizeaz oscilaiile de rsucire. Ambreiajele hidrodinamice pot fi cu prag fix, cu prag mobil sau cu camer de colectare.

Ambreiajele electromagnetice

Pentru uurarea conducerii automobilelor a luat extindere n ultimul timp o dat cu folosirea cutiilor de viteze hidrodinamice, utilizarea ambreiajelor cu comand automat. Dintre acestea fac parte i ambreiajele electromagnetice, a cror construcie poate s difere n funcie de modul n care se realizeaz legtur dintre partea condus i partea conductoare i anume: - ambreiajele cu umplere magnetic, la care solidarizarea prii conduse cu cea conductoare se realizeaz prin magnetizarea pulberii, care umple cavitatea interioar a ambreiajului; - ambreiajele fr pulbere magnetic, la care fora de cuplare este dat de un electromagnet alimentat de o surs de curent a automobilului. n ambreiajele din prim categorie, corpul de lucru l constituie pulberea magnetic de fier, care se afl ntr-un spaiu inelar. Acest spaiu care leag partea conductoare a ambreiajului de cea condus se afl dispus ntre polii unor electromagnei. Prin conectarea nfurri de excitaie, alimentat de curentul furnizat de bateria de acumulatoare, particulele de pulbere se concentreaz de-a lungul liniilor de for magnetice, formnd nite lanuri magnetice care rigidizeaz pulberea transformnd-o ntr-un corp solid. La un ambreiaj pulbere magnetic sistemul de cuplare este este ncorporat n volant, executat din oel i constituind mpreun cu discul circuitul magnetic al ambreiajului. ntre peretele interior al volantului i degajarea discului este dispus bobina de excitaie, alimentat cu curent electric al motorului, cu care este cuplat prin intermediul inelului de contact. Acest inel este protejat de capacul izolator pe care se afl montat i peria din cupru grafiat. ntre peretele interior al volantului i discul solidar cu el este realizat un spaiu de lucru n care se dispune marginea superioar a elementului condus executat din plci subiri din tabl de hotel i care prin intermediul butucului sau canelat, este montat pe arborele primar al cutie de viteze. Pulberea magnetic este meninut n spaiul de lucru cu ajutorul garniturilor de protecie al bucei. Captul canelat al arborelui primar este sprijinit de de rulment. Periferia volantului este prevzut cu coroan dinat cu care se angreneaz pinionul motorului electric de pornire. Ca pulbere magnetic se folosete, n general fierul carbonic. Momentul motor transmis de ambreiaj poate fi reglat progresiv , n funcie de intensitatea curentului electric care circul prin bobina de excitaie. Astfel la mersul n gol a motorului, tensiunea generatorului de curent este insuficien, iar curentul care ptrunde n bobina de excitaie are o valoare mic ceea ce face c ambreiajul s rmn decupat. Pe msur ce turaia motorului crete, se mrete i tensiunea generatorului, iar ambreiajul se cupleaz lin. Calitile de cuplare lin nu se modific timp ndelungat n exploatare; nefiind nevoie de reglarea 13 jocurilor, solicitrile dinamice ale transmisiei rmn reduse n acest fel. De asemenea neexistnd frecri ale prilor de cuplare, uzur acestui ambreiaj este redus. Principalul incovenient al ambreiajelor de acest tip este momentul de inerie mare al elementului condus fapt ce face dificil schimbarea vitezelor. Acest dezavantaj poate fi nlturat prin utilizarea unui disc condus subire cu moment de inerie mic. O alt dificultate o reprezint meninerea pe perioad ndelungat a proprietilor feromagnetice i anticorozive ale pulberii. La ambreiajele electromagnetice fr pulbere efectul de cuplare se obine prin unirea volantului cu discul condus montat pe arborele primar al cutiei de viteze pe ale crui caneluri se deplaseaz. ntr-un loca circular, prevzut n miezul de fier, se afl bobina de excitaie, alimentat cu curent electric prin contactul glisant. La trecerea curentului prin bobina de excitaie ia natere un cmp electromagnetic, datorit cruia indusul este atras ctre miez, nvingnd tensiunea arcului. Prin frecarea iniial, la nceputul cuplrii i apoi prin unirea volantului cu indusul, momentul motor se transmite cutiei de viteze. Cnd curentul electric este ntrerupt, cmpul electromagnetic dispare, indusul va fi ndeprtat de miez mpins de arc iar ambreiajul se declupeaza motorul de cutia de viteze. Dei construcia acestui ambreiaj este simpl are dezavantajul unei uzuri rapide, datorit faptului c att miezul ct i indusul magnetic se execut din oel moale. De asemenea ineria mare a discului condus, care determin o schimbare greoaie a treptelor de vitez, constituie un alt dezavantaj al acestei construcii. Pentru a nltura acest neajuns, ct i pentru amr rezistent la uzur a suprafeelor de frecare se utilizeaz soluia n care discul condus este uor presat ntre volant i disc care sunt executate din oel moale. Masa discului condus fiind mic, magnetismul remanent este i el mic iar la decuparea ambreiajului, acesta este convins de arcurile lamelare fixate pe disc. Totui, cea mai eficient metod de mrire a rezistenei la uzur a suprafeelor de frecare const n utilizarea garniturilor de friciune, pe baz de azbest sau din materiale metaloceramice. n acest caz, ns adaosul necesar pentru uzur garniturilor de friciune duce la apariia unui joc mai mare ntre miez i indus. Prezena aerului n acest spaiu mrete mult rezistent magnetic a sistemului i duce la creterea dimensiunilor i greutii ambreiajului.

Ambreiajele combinate

La unele autoturisme moderne, se utilizeaz ambreiajele combinate, care permit automatizarea acionarii lor. Cele mai rspndite ambreiaje combinate sunt cele cele hidraulic-mecanic i electromagnetic-mecanic. Ambreiajele combinate pot fi mecano-centrifugale, mecano-hidraulice sau mecano-electromagnetice. Ambreiajul combinat hidrodinamic-mecanic utilizeaz la pornire ambreiajul hidrodinamic, iar la schimbarea treptelor de viteze un ambreiaj mecanic simplu cu discuri, montat pe canelurile exterioare ale arborelui tubular al turbinei. Din punct de vedere al modului de acionare, ambreiajele de automobile se mpart n: ambreiaje neautomate, puse n funciune de fora muscular a conductorului (sistemul de acionare al ambreiajului poate fi prevzut cu un servomecanism de tip mecanic, hidraulic sau pneumatic, care reduce efortul depus de conductor) prin acionare mecanic, hidraulica sau pneumatic; ambreiaje automate, acionate hidraulic, pneumatic, electric sau vacuumatic, n funcie de poziia pedalei acceleratorului, turaia i sarcin motorului sau poziia prghiei de schimbare a treptelor de vitez.

Variante constructive

Ambreiajul monodisc simplu cu arcuri periferice

1- arbore cotit; 2- discul de ambreiaj; 3- volant; 4- urub de fixare; 5- disc de presiune; 6- carcas ambreiaj; 7- prghie de debreiere; 8- manon; 9- arborele ambreiajului; 10 - arc.

Organele conductoare ale ambreiajului sunt: volantul 2, carcasa 9, discul de presiune 6, arcurile de presiune 20 i prghiile de decuplare 12. Discul de presiune 6 este solidar la rotaie cu volantul prin intermediul carcasei i se poate deplasa axial. Arcurile de presiune 20, care realizeaz fora de apsare, sunt aezate ntre discul de presiune i carcasa ambreiajului. Prghiile de decuplare 12 sunt prevzute cu dou puncte de articulaie cu rulmeni cu role-ace: 7 n discul de presiune i 8 pe carcasa. Prghiile de decuplare sunt articulate cu carcasa ambreiajului prin furcile 11 prevzute cu piulie de reglaj. Capetele interioare ale prghiilor de debreiere nu sunt apsate direct de rulmentul de presiune 13, ci prin intermediul inelului de debreiere 23, fixat cu arcurile de prindere 10 pe prghiile de debreiere. Organele conduse ale ambreiajului cuprind: discul condus 5 i arborele ambreiajului 1. Discul condus 5 are posibilitatea s se deplaseze axial pe arborele ambreiajului prevzut cu caneluri, la fel ca i butucul discului. Pe discul condus sunt fixate prin nituri dou garnituri de frecare 4 ce au un coeficient de frecare mare. Discul condus al ambreiajului este prevzut cu arcurile 3 (elemente elastice care contribuie i la o cuplare progresiv) i cu garniturile 19 de frecare 24 dispuse ntre discul propriu-zis i flana butucului n scopul amortizarii oscilatiilor de torsiune. Cnd ambreiajul este cuplat, ntre rulmentul de presiune i inelul dispus pe capetele interioare ale prghiilor de decuplare este necesar s existe un joc de 2...4 mm. Acest joc permite o cuplare sigur a ambreiajului atunci cnd garniturile sunt uzate. De asemenea, acest joc mai permite ca rulmentul de presiune s nu se roteasc n timpul ct ambreiajul este cuplat, reducnd prin aceasta uzura lui.

Ambreiajul monodisc cu arc central tip diafragm

La unele tipuri de ambreiaje, rolul arcurilor de presiune este ndeplinit de un arc central sub form de diafragm, format dintr-un disc de hotel subire, prevzut cu tieturi radiale. Acest arc este concav i ndeplinete att rolul arcurilor periferice ct i pe cel al prghiilor de declupare. La ambreiajul monodisc utilizat la autoturismul Dacia 1300, arcul tip diafragma este montat n carcas cu ajutorul tifturilor. Pe tifturi, pe ambele prti ale diafragmei, se afl inelele . Cnd ambreiajul este cuplat, arcul tip diafragma se reazem n carcas prin prin intermediul inelului i datorit formei sale concave, apas asupra discului de presiune iar acesta la rndul sau asupra discului condus i volantului. La declupare, micarea se transmite, de la pedal ambreiajului, prin prin mecanismul de comand, la rulmentul de presiune, care se deplaseaz spre stnga i apas asupra prii interioare a diafragmei se va deplasa deci spre dreapt. n felul acesta, discul condus nu mai este apsat pe volant de ctre discul de presiune ia legtura dintre motor i cutia de vitez se va ntrerupe.

1- arbore cotit; 2- discul de ambreiaj; 3- volant; 4- urub de fixare; 5- disc de presiune; 6- carcas ambreiaj; 7- reazem; 8- arc diafragm; 9- arborele ambreiajuluin poziia ambreiaj cuplat, discul de presiune 14 apas discul condus 5 pe suprafaa volantului 2, asigurnd astfel transmiterea momentului motor la cutia de viteze. Prin apsarea pedalei ambreiajului, cablul flexibil 12 acioneaz furca 11, care, prin intermediul rulmentului de presiune 6, apas asupra prii interioare a diafragmei 15, astfel nct zona exterioar a acesteia elibereaz discul de presiune. Aceasta este poziia ambreiaj decuplat. Avantajele acestui tip de ambreiaj sunt: -asigur o presiune uniform i constant asupra discului de presiune (nu are tendina s patineze cnd garniturile sunt uzate); -are dimensiuni de gabarit i greutate mai mic, comparativ cu alte tipuri de ambreiaje; -fora necesar decuplrii este mai mic dect n cazul ambreiajului cu arcuri elicoidale; -asigur o cuplare mai lin datorit elasticitii mari a lamelelor arcului de diafragm. Prezentarea soluiei constructive adoptateAmbreiajul adoptat este un ambreiaj monodisc cu arcuri dispuse periferic. Aceasta soluie a fost adoptat datorit simplitii constructive, greutii reduse i nu n ultimul rnd a preului de cost mai mic. S-a ales soluia cu arcuri periferice deoarece aceste arcuri fiind arcuri elicoidale de compresiune, au o durat lung de funcionare i asigur o apsare uniform.Sistemul de acionate se adopt cel hidraulic datorit avantajelor precum:- randament mai ridicat dect sistemul de acionare mecanic; -simplitatea schemei i posibilitatea acionrii la distan; -cuplare lin a ambreiajului; -rigiditate bun, ntreinere i reglare uoar.

-are dimensiuni de gabarit i greutate mai mic, comparativ cu alte tipuri de ambreiaje; -fora necesar decuplrii este mai mic dect n cazul ambreiajului cu arcuri elicoidale; -asigur o cuplare mai lin datorit elasticitii mari a lamelelor arcului de diafragm.Definirea principalelor elemente de calcul.Calculul momentului de frecare

Momentul de frecare al ambreiajului este dat de relaia: Ma = MM unde: MM momentul maxim al motorului.Coeficient de siguran se alege n urmtoarele limitele 1,21,75. Calculul razelor suprafeei de frecareRaza maxim a garniturii de friciune se calculeaz cu relaia:

Rmax = 1,58 unde: Rmax raza exterioara, respectiv interioara a garniturii de friciune;B coeficient ce ine cont de tipul autoturismului.Raza minim Rmin = cRmax

unde: c == 0,530,75 [1] coeficient ce ine cont de raportul dintre raza maxim i cea minim.

Raza medie a discului de friciune: Rmed = [mm]Cu razele astfel calculate rezult: diametrul exterior al garniturii :Dext = 2Rmax =[mm] diametrul interior al garniturii :Dint = 2Rmin [mm]Suprafaa de frecare necesar transmiterii momentului motor este dat de relaia:A = ( R2max R2min )i [1] [mm2]unde: i = 2n = 2 numrul garniturilor de friciune; n = 1 numrul discurilor de friciune.Grosimea garniturii de friciune se alege .

Calculul arcurilor periferice

Fora de apsare pe discul de presiune se determin din condiia transmiterii momentului maxim al motorului fr patinare n timpul funcionrii, conform relaiei:MM = iFRmed

Rezult F = [N]unde: = 0,250,4 - coeficient de frecare n cazul frecrii oelului pe garnitur de azbest.Fora de apsare a unui arc, n cazul ambreiajului cu arcuri periferice este:

Fa = [N] unde: z numrul arcurilor periferice, adoptate n funcie de mrimea garniturilor de friciune Fora necesar arcului n stare de lucru (pretensionat) este:

Foa = [N] unde: 0,85 coeficient ce ine seama de neuniformitatea de acionare a arcului.

Fora arcului cnd ambreiajul este complet decuplat este: F1a = (1,151,20)Foa Se alege din considerente constructive un arc elicoidal cilindric cu seciunea srmei circular avnd urmtoarele dimensiuni: diametrul exterior: Dext [mm]; diametrul srmei de arc: d [mm]; numrul de spire active: n - spire; numrul total de spire: nt - spire; diametrul mediu: Dm [mm].Efortul unitar de torsiune:

t [n/mm2] Sgeata:

fo = [mm] unde G = 8104 [N/mm2] modulul de elasticitate transversal.f1 fo = si s = (1,251,5) [mm] distana dintre suprafeele de frecare, alegem :

f1 = [mm] Fig. 3.1.Rigiditatea arcului:

c = tg() = [N/mm]

Lungimea minim a arcului:l1a = (n1,1 mm) + nd [mm]

Lungimea maxim a arcului: n stare liber: la = l1a + fo [mm] pretensionat: loa = l1a + (f1 - fo) [mm] Cu dimensiunile calculate se traseaz caracteristica arcului ca n figura 3.1. Arcurile se clesc n ulei i apoi sunt supuse unei reveniri, dup care trebuie s aib o duritate cuprins ntre: HRC = 3845.Calculul arborelui ambreiajului

Momentul de torsiune: Mt = 1,2MM [Nm]unde: MM momentul maxim al motorului; coeficient de siguran.

Fig. 3.2.Seciunea periculoas a arbo-relui ambreiajului (arborele primar din cutia de viteze) se afl pe lungimea canelurilor de-a lungul crora se deplaseaz butucul discului de friciune, aa cum este arat n schema din figura 3.2.

Pornind de la relaia efortului unitar de torsiune t = cu at = (100130) [N/mm2] efortul unitar de torsiune admisibil

Rezult Di = [mm] Adoptm Di - diametrul interior al canelurilor arborelui Conform STAS 177068 se alege arborele canelat cu canelura dreptunghiular din seria grea: 102835, cu urmtoarele dimensiuni:

De = 35 [mm]b = 4 [mm]

Di = 28 [mm]l = 45 [mm]

z = 10 canelurih = 3,5 [mm]

Fig. 3.3. Att canelurile arborelui ct i butucului se verific la strivire i la forfecare:

Fora F = [N]

Efortul unitar de strivire:

s = [N/mm2] < as

Efortul unitar de forfecare: f = [N/mm2] < afunde eforturile unitare admisibile de strivire i forfecate: as = af = 2030 [N/mm2]Calculul elementelor de fixare i de ghidare

Fixarea i ghidarea discurilor de presiune pe volant se realizeaz cu ajutorul unor urechi (figura 3.4.).

Fig. 3.4.Verificarea la strivire a urechilor:

s = [N/mm2] < as unde: as = 25 [N/mm2] z = numrul de urechi; a [mm] grosimea carcasei;R [mm] raza medie la care sunt dispuse urechile;h [mm] lungimea de strivire.

Calculul elementului elastic

Se alege arc elicoidal cu urmtoarele dimensiuni:* diametrul exterior: Dext [mm]* diametrul srmei de arc: d [mm]* numrul de spire active: n spire* numrul total de spire: nt spire Rigiditatea unui arc al elementului elastic:

c = [N/mm] Rigiditatea elementului elastic reprezint momentul ce trebuie aplicat la discul condus, pentru a-l roti cu un grad n raport cu butucul su i se determin cu relaia:C0 = 17,4cR2i unde:R [mm] raza medie la care sunt dispuse arcurile;i numrul arcurilor.Schema de calcul a elementului elastic este reprezentat n figura 3.5.

Fig. 3.5.

Calculul presiunii specifice

Presiunea specific reprezint raportul dintre fora arcurilor de presiune F i suprafaa de frecare a ambreiajului A i se determin cu relaia:

po = [N/mm2] Din considerente de uzur a suprafeelor de frecare, presiunea specific a ambreiajului se admite n urmtoarele limite: poa = (0,170,35) [N/mm2] pentru garnituri de friciune pe baz de azbest;ceilali coeficieni s-au calculat i adoptat anterior.

Calculul lucrului mecanic specific de patinare

Lucrul mecanic de patinare, la pornirea din loc se determin cu relaia:

L =

Lucrul mecanic specific de patinare este: l = [Nm/cm2] unde: A [cm2] suprafaa de frecare a ambreiajului;la =100120 [Nm/cm2] pentru autoturisme.

Calculul creterii de temperatur a elementelor ambreiajului

Avnd n vedere faptul c lucrul mecanic de patinare cel mai mare se produce la plecarea din loc a automobilului, aprecierea i compararea ambreiajelor din punct de vedere al nclzirii se face pentru acest regim.

Creterea temperaturii pieselor ambreiajului n timpul patinrii se determin cu relaia: , unde:L lucrul mecanic de patinare coeficient care arat ct din lucrul mecanic de patinare ce se transform n cldur este preluat de discul de presiune i volant.c [J/kgo C] cldura specific pentru piese din font i otel.mp masa pieselor ce se nclzesc.

Sistemul de acionare

Rolul sistemului de acionare i alegerea cu justificarea soluiei alese

Mecanismul de acionare a ambreiajelor trebuie s asigure o cuplare perfect i o decuplare rapid. Fora aplicat la pedal, necesar decuplrii ambreiajului s nu fie prea mare (150200 [N]), iar cursa total a pedalei s nu fie mai mare de 120150 [mm] i pe msura uzrii garniturilor de friciune, trebuie s permit reglarea sistemului pentru a asigura presiunea uniform a tuturor arcurilor.Soluia adoptat este cea a mecanismului de acionare hidraulic a ambreiajului care a cptat n ultima vreme o rspndire din ce n ce mai mare.

Calculul sistemului adoptat

Schema de calcul a mecanismului de acionare hidraulic este dat n figura 4.6.Acest sistem are o parte mecanic de amplificare a forei i una hidraulic.

Fig. 4.6.Se adopt urmtoarele dimensiuni:

a = [mm]d = [mm]

b = [mm]e = [mm]

c = [mm]f = [mm]

Rezult urmtoarele rapoarte de amplificare mecanice:

K = ;

K1 = ;

K2 = Fora necesar la tija pistonului cilindrului de lucru F2 este:

F2 = [N] Unde: fora de apsare pe discul de presiune h = 0,80,95 randamentul sistemului de acionare hidraulic Se adopt: h Fora la tija pompei centrale este: F1 = FpK1 [N] Fora de apsare pe pedal, necesar decuplrii complete a ambreiajului. Raportul de transmitere hidraulic este dat de relaia:

Kh =

Conform principiului lui Pascal: Diametrul cilindrului pompei centrale se alege: d1 [mm]Raportul de transmitere al mecanismului de acionare hidraulic:

ih = < ih adm unde: ih adm = 3050Deplasarea total Sm a manonului de decuplare este egal cu:

Sm = Sl + is [mm] unde: Sl = 24 [mm] deplasarea liber a manonuluii numrul suprafeelor de frecares = 0,40,8 distana ntre suprafeele de frecareCursa pistonului cilindrului de lucru:S2 = SmK2 [mm] Volumul lichidului activ din cilindru:

V2 = [mm3] tiind c volumul lichidului ieit din pomp este egal cu volumul din cilindrul de lucru se poate scrie: V1= V2.

Cursa S1 = [mm] Cursa total a pedalei: Sp = S1K1 [mm]

Calculul de rezisten al mecanismului de acionare

Acest calcul se efectueaz considernd fora maxim de apsare pe pedal: Fp [N]. La calcului pedalei se consider ca Fp este aplicat n centrul suprafeei de apsare conform figurii 4.7. n cazul unei apsri asimetrice pedala este solicitat la ncovoiere.

Fig. 4.7.

Verificarea se face n seciunea AA,

i A = [N/mm2] [2]

Wi A = [mm3] ; unde: i adm = 4050 [N/mm2]