PROIECT AMBREIAJ 1

7/25/2019 PROIECT AMBREIAJ 1

1/27

UNIVERSITATEA DIN PITETIFACULTATEA DE MECANIC I TEHNOLOGIE

PROIECTCALCULUL SI CONSTRUCTIA

AUTOVEHICULELOR

1


2/27

5.Calculul i construcia ambreiajului

5.1 Studiul solutiilor similare de ambreiaje mecanice si alegerea

tipului constructiv

5.1.1. Studiul solutiilor similare de ambreiaje mecanice......

Ambreiajul este inclus n transmisia automobilului n scopul compensrii principalelordezavantaje ale motorului cu ardere intern care constau n:- imposibilitatea pornirii motorului sub sarcin;- existena unor zone de funcionare instabil;- mersul neuniform al arborelui cotit.

Necesitatea includerii ambreiajului n transmisia automobilului este determinat departicularitile funcionrii acestuia, concretizate mai ales de cuplarea i decuplareamotorului. !ecuplarea este necesar la oprirea i fr"narea total a automobilului sau lasc#imbarea treptelor de vitez iar cuplarea este necesar la pornirea automobilului de pe loci cuplarea treptelor de vitez.$erinele principale impuse ambreiajelor automobilului sunt urmtoarele:

- la decuplare s izoleze rapid i total motorul de transmisie pentru a face posibilsc#imbarea fr ocuri;

- la cuplare s mbine lin motorul cu transmisia pentru a evita pornirea brusc din loc aautomobilului i socurile din mecanismul de transmisie;

- n stare cuplat s asi%ure o mbinare perfect ntre motor i transmisie fr

patinare;- elementele conduse ale ambreiajului s aib momente de inerie c"t mai redusepentru micorarea sarcinilor dinamice din transmisie;

- s aib o funcionare si%ur i de lun% durat;- acionarea s fie simpl i uoar;- re%imul termic s aib valori reduse i s permit o bun transmitere a cldurii n

mediul nconjurtor;- construcia s fie simpl i te#nolo%ic;- preul de cost al ambreiajului s fie c"t mai mic.

Ambreiajele utilizate la autove#icule se clasific, dup principiul de funcionare, n:- ambreiaje mecanice &cu friciune';

- ambreiaje #idrodinamice idroambreiaje';- ambreiaje electroma%netice;- ambreiaje combinate.Ambreiajele cele mai rsp"ndite la automobile sunt ambreiajele mecanice, la care

le%tura dintre partea conductoare i partea condus este realizat de forele de frecarecare apar ntre suprafeele de frecare.

!up forma %eometric a suprafeelor de frecare ambreiajele pot fi: conice, cu discurii speciale.

Ambreiajele cu discuri sunt cele mai rsp"ndite datorit construciei simple, %reutiireduse i a unui moment de inerie al prii conduse mai mic dec"t la ambreiajele conice.!up numrul de discuri conduse ambreiajele se mpart n: ambreiaje cu un sin%ur disc,

ambreiaje cu dou discuri &bidisc' i ambreiaje cu mai multe discuri &polidisc'.2


3/27

!up condiiile de lucru al suprafeelor de frecare, ambreiajele cu discuri pot fi:ambreiaje cu suprafee de frecare uscat i ambreiaje cu suprafee de frecare n ulei. (nfuncie de modul de obinere al forei de apsare dintre suprafeele de frecare ambreiajele sempart n: ambreiaje cu arc, ambreiaje semicentrifu%ale, ambreiaje centrifu%ale.

Ambreiajele cu arc realizeaz fora de apsare dintre suprafeele de frecare cu mai

multe arcuri dispuse periferic sau cu ajutorul unui arc central care poate fi simplu saudiafra%m.(n urma studiului soluiilor considerate ca fiind similare cu autoturismul primit prin tem

spre proiectare i in"nd cont de realizrile recente n domeniu, ale unor firme reprezentativen industria autoturismelor tot-teren, optez pentru folosirea ambreiajului mecanic, monodisc,uscat, cu arc central tip diafra%m. Avantajele folosirii arcului central tip diafra%m reies dincaracteristica prezentat n fi%ura ).*.

+i%ura ).*

!reapta * reprezint caracteristica unui arc elicoidal iar curba caracteristica arculuitip diafra%m. unctul a corespunde poziiei cuplate a ambreiajului iar punctele b i b

corespund poziie decuplate. !in analiza celor dou caracteristici rezult urmtoarele:- acionarea ambreiajului cu arc tip diafra%m este mai uoar deoarece foranecesar pentru meninerea ambreiajului n poziia decuplat este mai redus la acesttip de arc &F2


4/27

rin introducerea elementului elastic suplimentar se reduc sarcinile care aapar lacuplarea brusc a ambreiajului i se modific caracteristica elastic a transmisiei nltur"ndu-se prin aceasta posibilitatea apariiei rezonanei de nalt frecven iar amortizorul pentruoscilaiile de torsiune se introduc pentru a proteja transmisia autoturismului mpotrivarezonanei de joas frecven.

5.2 Solutii constructiove de ambreiaje utilizate in constructia autovehiculelor sport

/.*.* Ambreiaje cu arc central tip diafragm

+unc ionarea unui ambreiaj cu arc central tip difra%m este urmtoarea :c"nd este apsatpedala de ambreiaj, rulmentul de presiune &0' acioneaz asupra prii interioare a arculuidiafra%m &/' care prin intermediul tifturilor &*1' ridic placa de presiune &2' de pe discul deambreiaj &3'. Astfel se ntrerupe le%tura dintre arborele cotit &*' i arborele de intrare n cutia

de viteze &)'. Ansamblul format din arbore cotit &*', volanta &', carcasa &4', arcul diafra%m &/' i placade presiune&2' se rotesc mpreun, c"t timp motorul este pornit. (n cazul n care ambreiajuleste cuplat micarea se transmite mai departe, prin intermediul discului de ambreiaj &/',ctre arborele de intrare n cutia de viteze &)'.

+i%.*: 5lementele componente ale unui ambreiajA.ambreiaj cuplat;6.ambreiaj decuplat.

*-arbore cotit-volant

3- disc de ambreiaj

2-placa de presiune4
http://www.e-automobile.ro/categorie-motor/20-general/24-arbore-cotit-motor.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-motor/20-general/24-arbore-cotit-motor.html


5/27

/-arc diafra%m)-arbore de intrare n cutia de viteze

0-rulment de presiune4-carcas

7-inele de reazem

*1-tift de fixare**-tift de fixare

(n funcie de sensul de acionare al arcului diafra%m se deosebesc dou tipuri deambreiaje:.*.*.de tipul mpins &pus# t8pe', la care decuplarea se face prin mpin%erea arculuidiafra%m;.*.de tipul tras &pull t8pe', la care decuplarea se face prin tra%erea arcului diafra%m. 9+ac#s este unul din productorii de ambreiaje care ofer ambele tipuri de acionare.

+i%.:Ambreiaje 9+ ac#s cu arc central diafra%m&tip trastip mpins'*.carcasa ambreiajului;

.placa de presiune;3.tift de fixare;

2.rulment de presiune;/.arc diafra%m &p"r%#ia interioar';

).arc diafra%m &p"r%#ia exterioar';5
http://www.e-automobile.ro/abrevieri.htmlhttp://www.e-automobile.ro/abrevieri.html


6/27

0.arc lamelar. Avantajul ambreiajelor de tipul tras este fora de acionare mai mic relativ la aceeai forde apsare a arcului diafra%m. Acest lucru permite ca pentru ambreiajele care pot transmiteun moment maxim mai mare s se utilizeze acelai mecanism de acionare ca n cazul unuiambreiaj de tipul mpins.

5.2.Ambreiajul bidisc

!imensiunile %arniturilor de frecare sunt limitate de dimensiunile volantului motorului, iarcoeficientul de frecare este si el limitat. !e asemenea forta de apasare a arcurilor nu poatedepasi o anumita valoare, deoarece odata cu cresetrea ei se maresc dimensiunile arcurilor,iar presiunea specifica dintre discuri poate depasi limita admisibila. din %reutatea automobilului. !ecuplarea ambreiajului se face prin deplasarea spre dreapta a discului de presiune cuajutorul par%#iilor de debreiere, prin intermediul suruburilor ), eliberand discul condus &fi%uraurmatoare'.


7/27

+i%.3:Ambreiaj bidisc

5lemente componente:*,-discuri conduse;

3,2-discuri de presiune;/-volant;

)-suruburi;0-piulita;4-%arnitura termoizolanta;

7-arcuri elicoidale;*1-carcasa;

**-prezoane;*-suruburi de sprijin;

*3,*)-arcuri;*2-cui;

*/-par%#ii de debreiere.

7


8/27

5.!."ublu ambreiaj#"ual clutch#

ia a principal pentru automobilele cu transmisii cu dublu ambreiaj &!$?' oreprezint 5uropa. (n acela i timp, n @A i aponia o parte din pia a transmisiilorautomate i a celor cu varia ie continu este preluat de transmisiile !$?.

?e#nolo%ia transmisiilor cu dublu ambreiaj nu este nou, orsc#e a nceput utilizareaacestei te#nolo%ii acum / de ani. !atorit costurilor mari de produc ie i a controlului deosebit de complex al sc#imbrii treptelor de vitez te#nolo%ia !$? nu a fost adoptat pescar lar%.

$utiile &transmisiile' cu dublu ambreiaj &!$?' mbin avantajele uneicutiimanuale&simplitate constructiv, randament ridicat' cu cele ale uneicutiiautomate&sc#imbarea automat, sub sarcin i fr ocuri a treptelor de vitez'. $utiile!$?, n timpul unei sc#imbri de treapt de vitez, transfer cuplul de la un ambreiaj la

cellalt aproape instantaneu.$omponenta principal a unei transmisii !$? este ambreiajul dublu. Acesta transfer

cuplul de la motor la an%renajele cutiei de viteze. $onstructiv se deosebesc dou tipuri deambreiaje duble: multidisc cu frecare umed i monodisc cu frecare uscat.

Ambreiajele multidisc utilizeaz ulei de transmisie pentru o rcire mai eficient,transfer de cuplu pro%resiv i fiabilitate ridicat. !ar, datorit imersrii n ulei, randamentuleste mai sczut iar pre ul de produc ie mai ridicat.

Ambreiajele monodisc uscate au avantajul unui randament mai bun datorit lipseiuleiului. !e asemenea coeficientul de frecare al acestor ambreiaje se situeaz ntre 1. i1.2, valori duble fa de un ambreiaj multi-disc umed. $u toate acestea ambreiajele uscatesunt proiectate s func ioneze pe ntrea%a durat de via a automobilului, fr a avea nevoie de ntre inere.

$omponentele unui ambreiaj dublu sunt similare cu cele ale unui ambreiaj simplu:plac de presiune, disc de ambreiaj, rulment de presiune i arc diafra%m.

+urcile de ac ionare pot fi controlate electro-#idraulic sau electric. Acestea trebuie sfie rezistente din punct de vedere mecanic i perfect func ionale pe toat durata de via a a ambreiajului.

Bulmentul de presiune, c"te unul pentru fiecare ambreiaj, are rolul de a permiteac ionarea arcului diafra%m prin intermediul furcii.

Colanta dubl este montat pe partea cu motorul i are rolul de a filtra oscila iile

torsionale ale motorului. Dontarea unei volante duble nu este obli%atorie n cazul motoarelorcu injec ie indirect. (n cazul motoarelor diesel c"t i n cazul motoarelor pe benzin cu injec ie direct este necesar utilizarea volantei duble deoarece oscila iile de cuplu sunt mai pronun ate.

!iscurile de ambreiaj sunt mai %roase dec"t cele ale unei cutii manuale. !e asemenearezisten a la uzur este mai mare deoarece acestea trebuie s reziste toat durata de via a automobilului. !iscul ambreiajului * are diametru mai mare deorece acesta este supus unorsarcini mai mari.lcile de presiune sunt de mrimi diferite, fiecare fiind potrivit pentru discul de ambreiajcorespunztor. Decanismele de ac ionare sunt de asemenea diferite, placa de presiune este ac ionat prin mpin%ere iar placa de presiune * prin tra%ere.

8
http://www.e-automobile.ro/abrevieri.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/68-cutia-automata.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/68-cutia-automata.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/63-cvt.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/63-cvt.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/16-cutie-viteze-manuala-automobile.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/16-cutie-viteze-manuala-automobile.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/68-cutia-automata.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/68-cutia-automata.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/77-cutie-dublu-ambreiaj.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/77-cutie-dublu-ambreiaj.htmlhttp://www.e-automobile.ro/abrevieri.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/68-cutia-automata.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/68-cutia-automata.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/63-cvt.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/16-cutie-viteze-manuala-automobile.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/16-cutie-viteze-manuala-automobile.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/68-cutia-automata.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/68-cutia-automata.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/77-cutie-dublu-ambreiaj.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/77-cutie-dublu-ambreiaj.html


9/27

(ntre cele dou discuri de ambreiaj este pozi ionat o plac central. Acesta se sprijinpe un rulment cu bile, are %rosime mai mare dec"t plcile de presiune i este utilizat deambele discuri de ambreiaj pentru transmiterea mi crii. !atorit pozi ionrii, rulmentul plciicentrale este supus unor solicitri termice intense ce pot ajun%e i p"n la 11 E$.

+i%.0: ec iune printr-un ambreiaj dublu cu frecare uscat

*.volant dubl

.pla0.c de presiune *3.disc de ambreiaj *2.disc de ambreiaj

/.plac de presiune ).arbore cotit

0.arbore de intrare n transmisie * &arbore tubular'4.arbore de intrare n transmisie

7.plac central

Aceste ambreiaje sunt dovada pro%resului te#nolo%ic evident al transmisiilor pentruautomobile. $u acest concept in%inerii de la FuG au reu it s utilizeze simplitatea i fiabilitatea unui ambreiaj de cutie manualntr-un sistem care permite automatizareanecesar unei transmisii cu dublu ambreiaj. Bandamentul superior al ambreiajelor uscate, comparativ cu cele multi-disc umede, aupermis automobilelor cu transmisii cu dublu ambreiaj cu frecare uscat s ob in un consumde combustibil mai mic comparativ cu un automobil cu transmisie manual.(n plus acestar#itectur de transmisie are i avantajele unei transmisii automate: sc#imbarea rapid atreptelor i fr ntrerupere a cuplului motor, confort ridicat.

9
http://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/15-ambreiaj-automobile.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/77-cutie-dublu-ambreiaj.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/16-cutie-viteze-manuala-automobile.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/15-ambreiaj-automobile.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/77-cutie-dublu-ambreiaj.htmlhttp://www.e-automobile.ro/categorie-transmisii/16-cutie-viteze-manuala-automobile.html


10/27

5.2 Alegerea valorilor principalilor parametrii contructivi ifuncionali.

rincipalii parametrii ai ambreiajelor mecanice care servesc la aprecierea icompararea condiiilor de funcionare sunt: coeficientul de rezonan , presiunea specific

p1i creterea de temperatur t.

$oeficientul de si%uran

+uncionarea normal i transmiterea inte%ral a momentului maxim al motorului Mmeste posibil dac momentul de frecare al ambreiajului Maeste:

Ma = Mm [Nm] &.*'H I *./ J adoptatDoment motor I 324.4 KNmL

Da I *./ M 324.4 I /3. KNmL

Fa stabilirea coeficientului de si%uran , la nceputul proiectrii ambreiajului,biblio%rafia de specialitate recomand pentru autoturisme valorile I*, *,0/.

$oeficientul de si%uran se ale%e in"nd seama de uzura suprafeelor de frecare, decondiia de protejare a transmisiei mpotriva solicitrilor date de momentele de inerie.

Fa mrirea coeficientului de si%uran lucrul mecanic de patinare scade, durata defuncionare a ambreiajului crete i odat cu micorarea lucrului mecanic de patinare semicoreaz i timpul de patinare ceea ce duce la mbuntirea demarajului.?rebuie avut n vedere ns c odat cu creterea coeficientului de si%uran cresc i forelela pedal i creterea peste o anumit limit nu este recomandabil deoarece nu se maiasi%ur protejarea transmisiei mpotriva vibraiilor dinamice.

resiunea specificp0

Baportul dintre fora de apsare a arcurilor Fi suprafaa de frecare a ambreiajului A,reprezint presiunea specific a acestuia:

( )( )p

F

A

M

i D d D d

M

1 , ,

*)= =

+

&.'

( )( )15022515022528.348*5.1*16

220 +== AF

p I 1.2unde: i I este numrul suprafeelor de frecare;

I 1.3 este coeficientul de frecare;D I /KmmL este diametrul exterior al %arniturilor de friciune;d = */1KmmL este diametrul interior al %arniturilor de friciune.

(n relaia de mai sus:

))((444

22

dDdDdD

A +=

=

I )150225)(150225(4

+ 24624 !!2 &.3'

i:

1"


11/27

4

dDi

M

Ri

MF m

med

m

+

=

=

I4

1502253.02

8.3485.1

+

93"1 N &.2'

!in considerente de uzur a suprafeelor de frecare presiunea specific a ambreiajuluise admite n urmtoarele limite:

- pentru %arnituri cu azbest p0I 1,*0 1,3/ Dpa;- pentru %arnituri metaloceramicep0I *,/ ,1 Dpa.(n cazul discurilor de friciune cu diametre mari, peste 311 mm, viteza de patinare n

zona periferic a acestora atin%e valori foarte mari, fapt pentru care se recomand s sefoloseasc limitele inferioare iar la valori mai mari ale coeficientului de si%uran se admitpresiuni specifice mai mari.

$reterea temperaturii pieselor ambreiajului t

Fucrul mecanic de patinare se transform n cldur ridic"nd temperatura pieselor

ambreiajului. !in aceast cauz %arniturile de friciune funcioneaz n condiii %rele.!eoarece timpul de patinare este mic i sc#imbul de cldur cu exteriorul este mic rezult cpiesele metalice respectiv volantul i discul de presiune trebuie s aib o mas suficient demare pentru a putea absorbi cldura rezultat fr a provoca o nclzire excesiv a acestoracare poate mer%e p"n la carbonizarea %arniturilor de friciune. Av"nd n vedere c lucrulmecanic de patinare cel mai mare se produce la plecarea de pe loc a automobiluluiaprecierea ambreiajului din punct de vedere al nclzirii se face la acest re%im.

Ln r

i

G

g

n G

k G

k

G

g

nr

tr

a a

a

a=

+

+

31 3)11

,

3

,

31,

, ,

&./'

unde: n este turaia motorului la pornirea de pe loc;rr este raza roii;itr=icvsi0este raportul total de transmitere;Gaeste %reutatea autoturismului; este coeficientul rezistenei totale a drumului;k coeficient de proporionalitate.$oeficientul de proporionalitate karat %radul de cretere al momentului de frecare n

timpul cuplrii ambreiajului i are valorile: kI 31 - /1 Nms pentru autoturisme i kI /1 - */1Nms pentru autocamioane i autobuze.

$reterea temperaturii pieselor ambreiajului n timpul patinrii se determin cu relaia:

t Lc mp

=

[O$] &.)'

unde: Leste lucrul mecanic de patinare;este un coeficient care arat care este partea din lucrul mecanic ce se transform n

cldur care este preluat de piesele considerate;mpeste masa pieselor ce se nclzesc;c I /11 P%O$ este cldura specific a pieselor din font i oel.$oeficientul se adopt astfel: I 1,/ pentru discul de presiune al ambreiajului

monodisc i volantul ambreiajului bidisc i pentru discul intermediar al ambreiajului bidisc i I 1,/ pentru discul de presiune i volantul amreiajului bidisc. e consider c un ambreiaj

11


12/27

este bine dimensionat c"nd la o pornire de pe loc n treapta < a creterea de temperatureste tI 4*/ O$.

Av"nd n vedere cele prezentate mai sus adoptm pentru calculul ambreiajuluiautoturismului primit prin tem urmtoarele:

- coeficientul de si%uran I*,/;

- presiunea specific p0I1,2*1)Nm;- creterea de temperatur tI */ O$.

5.! "imensionarea suprafeelor de frecare ale ambreiajului

uprafeele de frecare ale ambreiajului reprezint cile de le%tur dintre prileconductoare ale ambreiajului. !in e%alitatea:

Manec = Macap &.0'

unde: Manec = Mamax

Macap = FfRmedI = FnRmedI

p A iR R i p R R

s

e i s e i +

=

, ,

, ,(

rezult:

( )( )R

M

i p c c

Ri R c

e

s

e

=

+

,

* *,

3

max

&.4'

cu cR

R

i

e

=

Adopt"nd c I 1,) iI 1,3 obinem urmtoarele dimensiuni pentru suprafeele de frecare:

( )( ))).2mmI1,1)3I1,),**1I

==

+

=

0

110110,06,016,01105,023,0

8.3485,123

26

iR

mmmRe

Ale%em pentru %arniturile de friciune pe cele care au urmtoarele dimensiuni:- diametrul exterior !eI / mm;- diametrul interior !i I */1 mm.- %rosimea %arniturii % I 3./ mm

5.$ Calculul prii conductoare

$alculul forei necesare arcurilor

Deninerea strii cuplate a ambreiajului la limita momentului capabil determinat esteposibil c"nd pe suprafaa de frecare se dezvolt fore de frecare:

12


13/27

( ) N

RRi

M

Ri

MF

iemed

n 9301066,011,03,02

8.3485,12

)(

2 maxmax =+

=

+

=

=

&).7'

$alculul arcului diafra%m

5lementele %eometrice ale unui arc diafra%m sunt prezentate n fi%ura )..

+i%ura .+orele care solicit arcul diafra%m n cele dou situaii de rezemare care apar n

timpul funcionrii ambreiajului &poziie ambreiat i poziia debreiat' sunt prezentate n fi%ura).3 &poziia ambreiat fi%ura ).3 a i poziia debreiat fi%ura ).3 b'.

+i%ura .3

e consider c arcul diafra%m prezint dou elemente funcionale reunite ntr-osin%ur pies: partea tronconic plin care este de fapt un arc disc cu rolul de arc depresiune i lamelele care sunt de fapt p"r%#ii ncastrate n p"nza arcului disc cu rolul dep"r%#ii de debraiere.

!eformarea arcului disc prin intermediul lamelelor se explic pe modelul constructivdin fi%ura ).2 unde cele dou elemente componente ale arcului diafra%m, arcul disc ip"r%#iile sunt prezentate separat. $onfi%uraia p"r%#iilor a fost astfel aleas nc"t rezemarea

arcului disc se face pe circumferinele cu diametrele d1i d2ca n cazul clasic de solicitare aarcului disc iar articulaiile pe care oscileaz p"r%#iile se %sesc pe circumferin cudiametrul d2respectiv d!.

Dodelul constructiv din fi%ura ).2 ndeplinete n ambreiaj acelai rol funcional ca iarcul diafra%m. Acest model poate fi folosit pentru calculul arcului diafra%m utiliz"ndprincipiul suprapunerii efectelor produse n cele dou elemente componente ale sale: arculdisc i p"r%#iile de debreiere.

13


14/27

+i%ura .2

Notaiile folosite sunt urmtoarele:- d1" d2" d!" #" $" %- dimensiunile arcului diafra%m;- *, , 3, 2, poziia reazemelor;- &- numrul de brae;- - un%#iul sectorului care revine unui bra &I 3)1 Oz';- F- fora de ambreiere;- '- fora de debreiere;- F1" '1- forele de ambreiere i debreiere ce revin unui sector al modelului &F1=F&;

'1='&'.entru simplificare am considerat p"r%#iile ri%ide i sistemul deformat n poziia n care arculdisc este aplatizat.

+orele F )i ' determin n arcul disc momentul radial M1i fora tietoare *1i np"r%#ii momentul de ncovoiere M2i fora tietoare *2.

(n fi%ura )./ s-au trasat dia%ramele de momente i de fore tietoare din arcul disc idin p"r%#iile modelului constructiv precum i dia%rama de momente i fore tietoare dinarcul diafra%m obinut prin suprapunerea efectelor din elementele componente.

!imensiunile arcului diafra%ma:- d* I *** KmmL- d I 4) KmmL- d3 I 1 K mmL- s I 3 K mmL

- # I / KmmL- Q I * KmmL- 9 I *4- I 3)1 Oz I 3)1 O*4 I 1O

- F1=F& = +!011, = -1. /- '1='&= !-2!1, = 1+- /

14


15/27

e obin urmtoarele solicitri maxime:

QT

FT

mNMddF

ddQ

M

mNddF

M

==

====

===

2

1

121322

211

*116)(2

)(2

*116)86111(2

9301)(

2

(n conformitate cu teoria lui Almen i Fazlo solicitrile produse de fora F&respectivM1,*1' determin n seciunile arcului disc eforturi unitare tan%eniale t, eforturi unitare radiale ri eforturi de forfecare &fi%ura ).)'.

+i%ura ./

15


16/27

+i%ura ).)

!eoarece eforturile unitare r i sunt ne%lijabile n comparaie cu eforturile

tan%eniale t&maxime pe d2' calculul de rezisten al arcului se face pentru eforturile t maxfolosind relaia stabilit de Almen i Fazlo:

( ) ]3*06.1)

2

35(*6.0[

8.110*39.0*)3.01(

3*210000*4

21

422312

11

2max +

=

+

= skf

hkdk

fEt

maxt 2492 MP# &).**'

unde: - modulul de elasticitate al materialului;- coeficientul lui oisson;k1" k2" k!- coeficieni de form;f- deformaia arcului n dreptul diametrului d;

#- %rosimea discului.

2

121

21

2

1

2

1

ln

2

11

d

ddd

dd

d

d

k

+

=

6.0

86

111ln

2

86111

86111

111

861

1

2

=

+

=

= 1ln

12

1

ln

6

2

1

2

12

d

dd

d

d

dk

= 1

86

111ln

186

111

86

111ln

6

".77

16


17/27

= 1

ln

3

2

1

2

13

d

d

d

dk

= 1

86

111

86

111ln

3

1."6

&).*'

5xperimental s-a constatat c, n timpul deformrii, %eneratoarelor arcului disc rm"npractic rectilinii iar lamelele de debreiere se ncovoaie ntre circumferinele d2 i d!comport"ndu-se ca nite p"r%#ii ncastrate n arcul disc de aceea vom calcula deformaiiledin timpul debraierii n dou etape: n prima etap se calculeaz deformaia care provine dindeformaia arcului disc n ipoteza c braele sunt ri%ide iar n a doua etap se nsumeazdeformaia suplimentar de ncovoiere a braelor.

!eformaia arcului disc ncrcat cu sarcin uniform distribuit pe circumferinele dediametre d1i d2se face cu relaia:

( ) ( )

+

= 2

11

221

4

S

f

hfhdk

fSE

F

( ) ( ) NF 18063

2

3535

1116.03.01

332100004 22

=

+

= &).*3'

care reprezint caracteristica de elasticitate a arcului disc n timpul cuplrii.entru calculul deformaiilor n timpul debreierii se folosete modelul din fi%ura ).0.

+i%ura .0

= 1 2 I 0.70R*3.2 I .) &).*2'

21

32

1dd

ddfq

= 92.786111

2086*3 =

=

&).*/'

Ez

ddQq

=24

)( 322

I

210000824

)2086(3523315.1

14.68

&).*)'17


18/27

unde: I3 s

= 3

*,este momentul de inerie al seciunii lamelei;

3I baza mare a lamelei;I coeficient de form al lamelei care are valorile din tabelul .*.

?abelul .*

331 1, 1,3 1,3 1,2 1,/ 1,) *,3*/ *,3*/ *,/1 *,1 *,*)1 *,**

!in condiia de ec#ilibru a forelor

32

21

dd

ddFQ

= I 35232086

861118200 =

N &.*0'

entru trasarea dia%ramelor se procedeaz astfel:

*. e verific cu relaia .** efortul tan%enial maxim c"nd discul este aplatizat & f = %' i secompar cu adI 11 P%fcm;. e calculeaz mrimile din tabelul ). pentru diferite valori ale s%eii cuprinse ntref I 1 i fI *,0 #.

?abelul .

Drimeacalculat f F ' 1 2

Numrul relaiei - ),*3 ),*0 ),*2 ),*/ ),*)

3. e traseaz %raficele F(f4 '(1i '(, fi%ura .4.

18


19/27

+i%ura ).4 $aracteristica de elasticitate a arcului in timpul cuplarii

2. e stabilesc poziiile A i 6 de funcionare pe dia%rama forei la platou F(f/. e stabilesc poziiile a i b pe dia%rama forei la rulmentul de presiune.

Adapt"nd constructiv dimensiuni de %abarit ale diafra%mei i pun"nd condiia ca nstare plan dia%ra%m s asi%ure fora minim necesar ambreiajului obinem pentruambreiaj urmtoarea caracteristic:

$aracteristica ambreiajului cu arc diafra%m

!iametrul exterior al diafra%mei d1I *** mm!iametrul de sprijin d2I 4) mm!iametrul mansonului de presiune d!I 1 mmNumarul de taieturi ale diafra%mei &I *4Fatimea taieturii dintre lamele cI 3,1 mma%eata la plat este fpI 2 mm=rosimea arcului diafra%ma s I 3 mm

19


20/27

e dia%rama forei la discul de presiune F = F(fse stabilete punctul A c"nd ambreiajul estecuplat i discul condus are %rosime maxim i punctul 6 care corespunde poziiei decuplatpentru o curs de retra%ere adoptat A6 I mm c"nd se consider c decuplarea estecomplet. e stabilesc punctele a i b pe dia%rama forei de ambreiere ' = f(5unctul acorespunde poziieinA din curba forei la discul de presiune iar punctul b reprezint poziia

corespunztoare punctului 6 de pe aceeai curb. e traseaz dreapta m a care reprezintcursa datorat elasticitii lamelelor.e determin cursa la rulmentul de presiune m3n funcie de cursa de retra%ere adoptatA6.

e repet i pentru poziia cea mai defavorabil din punct de vedere al forei i rezultfora maxim necesar la rulmentul de presiune.

rin aceast metod %rafoanalitic rezult:- curba la rulmentul de presiune m3minI 7 mm;- fora la rulmentul de presiune 'minI 31 daN.

$alculul discului de presiune

redimensionarea discului de presiune se face din condiia de nclzire prin asimilarealui la un cilindru inelar cu dimensiunile din fi%ura ).7.

2"


21/27

+i%ura ).7

ridRi- & 3' I 0 mm

redReR &3 /' I **/./ mm

Fucrul mecanic de patinare al ambreiajului la pornirea de pe loc a automobilului sedetermin cu relaia:

JL

L

n

g

G

k

G

k

Gn

g

Ga

i

rnL aaa

tr

r

171475

30

1000

10

16200

150

2

296,0

16200

3

2

150

296,016200

3600

1000

10

16200

85.530

296,01000

30

2

3

2

360030

22

2

2

22

2

2

=

+

+

=

+

+

=

&).*4'

unde: nI *111 rotmin este turaia motorului la pornirea de pe loc;rrI 1,7) m este raza roii;

85.557.228.2;0 === trcvtr iiii GaI 2/ 111 N, %reutatea autove#icului,gI *1 ms,I 1,3) este coeficientul rezistenei totale a drumului;kI /1 */1 Nms este coeficientul de proporionalitate ce arat %radul de cretere al

momentului de frecare n timpul cuplrii ambreiajului.$onsider"nd c n momentul cuplrii ambreiajului vom avea o cretere de temperatur tdat de relaia:

cm

Lt

dp

=

I 1550068.315.0475171=

&).*7'iar masa discului de presiune este

= )( 22 ideddp rrm I kg68.318400147)725.115( 22

= &).1'

vom avea nevoie de o %rosime minim a discului

21


22/27

( )

( )

mm

rrtc

L

eied

147

072,01155,0840015500

5,047517122

22

=

=

&).*'

unde:LI 20/*0* este lucrul mecanic de patinare;I 1,/ este partea din cldur preluat de discul de presiune;tI */O este creterea de temperatur din timpul cuplrii;I 4211 P%m3este densitatea fontei;cI /11 P%O$ este cldura specific a fontei.

$alculul elementelor de le%tur

5lementele de le%tur dintre discul de presiune i carcas l constituie trei pac#etede bride de antrenare aezate ec#idistant la *1 Ocare au i rolul de element elastic dereaducere a discului de presiune. Aceste bride au %rosimea de * mm i sunt prinse cuajutorul unor nituri din OF$ 2/ care sunt solicitate la:

f7rfecare:

M!aM!a

d

Ft

aff

f

f

10067

31357

1028.3485,14

24

2

3

2

=


23/27

sau a ncrcturii. $reterea momentului de frecare al ambreiajului depinde de proprietileelastice ale ambreiajului i de ritmul cuplrii. roprietile elastice ale discului condus i alemecanismului de acionare au importan deosebit asupra cuplrii line a ambreiajului.roprietile elastice n direcia axial ale discului condus depind de construcia lui. $u c"teste mai mare elasticitatea axial a discului condus, cu at"t creterea forei de apsare dintre

suprafeele de frecare, respectiv a momentului de frecare va fi mai pro%resiv, iar cuplareaambreiajului va fi mai lin. oluia aleas este aceea cu disc prevzut cu tieturi radiale, prinaceasta discul fiind mprit n mai multe sectoare, iar acestea sunt ndoite altern"nd last"n%a i la dreapta rezult"nd un disc ondulat.

e ambele fee ale discului se monteaz prin nituire c"te o %arnitur de frecare, careeste nituit numai n sectoarele ndoite n partea ei astfel nc"t n stare liber, ntre %arniturii disc exist un joc8I * - mm i la cuplarea ambreiajului ondulaiile se ndreapt treptatasi%ur"nd o ambreiere pro%resiv.

=arniturile de frecare sunt prevzute cu nulee prin care, la rotirea ambreiajului,circul aer care contribuie la rcirea suprafeelor de frecare. !e asemenea nuleeleservesc i la ndeprtarea particulelor ce rezult din uzarea %arniturilor de frecare i care

conduc la micorarea coeficientului de frecare. +ixarea %arniturilor de frecare pe disc se facecu ajutorul a 4 nituri sub form tubular cu diametrul de / mm.

5lementul elastic suplimentar

rin introducerea n transmisia automobilului a unui element elastic suplimentar sereduc sarcinile dinamice care apar la cuplarea brusc a ambreiajului i se modificcaracteristica elastic a transmisiei nltur"ndu-se astfel posibilitatea apariiei rezonanei denalt frecven. (n fi%ura ).*1 se prezint caracteristica elastic a transmisiei prevzut cuelement elastic suplimentar.

+i%ura ).*1

23


24/27

entru un%#iuri de rsucire ale or%anelor transmisiei cuprinse ntre -*i *ri%iditateatransmisiei este determinat de ri%iditatea arcurilor elementului elastic. !up ce momentul detorsiune care se transmite depete valoarea M1, arcurile elementului elastic suplimentarsunt comprimate p"n la limita maxim admis, iar pentru valori mai mari dec"t M, ri%iditateatrasmisiei este dat de ri%iditatea or%anelor ei. entru a obine o caracteristic elasitic

neliniar a transmisiei i pentru un%#iuri cuprinse ntre -*i *se utilizeaz discuri condusela care arcurile elementului elastic suplimentar nu intr toate n aciune n acelai timp. Acestlucru se realizeaz practic prin prevederea n flana butucului i n discuri a unor ferestre delun%imi diferite i prin folosirea de arcuri cu caracteristici diferite.

$alculul arborelui ambreiajului

redimensionarea arborelui ambreiaj se face pentru solicitarea principal care este dersucire, care se majoreaz cu 1> pentru a ine seama i de eforturile de ncovoiere.

mmd

z

Md

nec

ad

nec

9,28130

8.3485,16

6

3

3

=

=

=

Ale%em asamblarea cu caneluri n evolvent cu centrare pe flanc av"nd diametrulnominalD I 31 i modulul m I *,/ mm.

$onform ?A )4/4-)3 aceast asamblare are urmtoarele dimensiuni nominale:

D I !iI 3mm; z I 1; DdI 31mm; diI 4,2 mm; #dAI 3,*.

$alculul mbinrii dintre arbore i butuc se face pentru strivire pe flancurile canelurilori forfecare la baza canelurilor.

+ora care acioneaz este:

NF

Dz

MF

d

19373018

3488005,12

2

=

=

=

&)./'

$alculul mbinrii dintre arbore i butuc se face pentru strivire pe flancurile canelurilori forfecare la baza canelurilor:

- strivire

M!aM!a

"L

F

As

F

ass

s

40368,130

1937=


25/27

M!aM!a

aL

F

A

F

afs

f

f

30211,330

1937=


26/27

D = c d &).3'

D I 2,/ * I 2./ mm

5fortul unitar de torsiune este:

M!aM!a

d

DF

att

ct

7002355,3

5.48808

8

3

3

=


27/27

$ursa la pedal va fi:

#p=m3 i% [mm] &).3/'

m3I 7 mm este cursa la rulmentul de presiune.

#p=71 I *41 mm.

+ora la pedala de ambreiaj va fi:

F'

i$ %=

[N] &).3)'

'I 3)11 N este fora la rulmentul de presiune;%I1,7 este randamentul acionrii #idraulice.

1959,020

3523=

=F N

+urca de debraiere se calculeaz la ncovoiere sub aciunea forei:

F ' c

d=

[N] &).30'

1761180

903523 ==F N

+urca trebuie s asi%ure un modul de rezisten la ncovoiere:

9' :

i n ec ad

= [m

-*] &).34'

3170720

183523 ==neci

# [mm-*]

27

PROIECT AMBREIAJ 1

Documents

Transcript of PROIECT AMBREIAJ 1