Proiect ambreiaj 2011

download Proiect ambreiaj 2011

of 23

Transcript of Proiect ambreiaj 2011

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    1/23

    2. Calculul i construcia ambreiajului

    2.1 Alegerea tipului constructiv

    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. Decuplarea este necesar la oprirea i frnarea total a automobilului sau laschimbarea treptelor de vitez iar cuplarea este necesar la pornirea automobilului de pe loci cuplarea treptelor de vitez.Cerinele principale impuse ambreiajelor automobilului sunt urmtoarele:

    - la decuplare s izoleze rapid i total motorul de transmisie pentru a face posibilschimbarea 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 asigure o mbinare perfect ntre motor i transmisie frpatinare;

    - elementele conduse ale ambreiajului s aib momente de inerie ct mai redusepentru micorarea sarcinilor dinamice din 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;- construcia s fie simpl i tehnologic;- preul de cost al ambreiajului s fie ct mai mic.

    Ambreiajele utilizate la autovehicule se clasific, dup principiul de funcionare, n:- ambreiaje mecanice (cu friciune);- ambreiaje hidrodinamice (hidroambreiaje);- ambreiaje electromagnetice;- ambreiaje combinate.Ambreiajele cele mai rspndite la automobile sunt ambreiajele mecanice, la care

    legtura dintre partea conductoare i partea condus este realizat de forele de frecare

    care apar ntre suprafeele de frecare.Dup forma geometric a suprafeelor de frecare ambreiajele pot fi: conice, cu discurii speciale.

    Ambreiajele cu discuri sunt cele mai rspndite datorit construciei simple, greutiireduse i a unui moment de inerie al prii conduse mai mic dect la ambreiajele conice.Dup numrul de discuri conduse ambreiajele se mpart n: ambreiaje cu un singur disc,ambreiaje cu dou discuri (bidisc) i ambreiaje cu mai multe discuri (polidisc).

    Dup 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 semicentrifugale, ambreiaje centrifugale.

    1

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    2/23

    Ambreiajele cu arc realizeaz fora de apsare dintre suprafeele de frecare cu maimulte arcuri dispuse periferic sau cu ajutorul unui arc central care poate fi simplu saudiafragm.

    n urma studiului soluiilor considerate ca fiind similare cu autoturismul primit prin temspre proiectare i innd cont de realizrile recente n domeniu, ale unor firme reprezentative

    n industria autoturismelor tot-teren, optez pentru folosirea ambreiajului mecanic, monodisc,uscat, cu arc central tip diafragm. Avantajele folosirii arcului central tip diafragm reies dincaracteristica prezentat n figura 6.1.

    Figura 6.1

    Dreapta 1 reprezint caracteristica unui arc elicoidal iar curba 2 caracteristica arculuitip diafragm. Punctul a corespunde poziiei cuplate a ambreiajului iar punctele b i bcorespund poziie decuplate. Din analiza celor dou caracteristici rezult urmtoarele:

    - acionarea ambreiajului cu arc tip diafragm este mai uoar deoarece foranecesar pentru meninerea ambreiajului n poziia decuplat este mai redus la acesttip de arc (F2

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    3/23

    oscilaiile de torsiune se introduc pentru a proteja transmisia autoturismului mpotrivarezonanei de joas frecven.

    2.2 Alegerea valorilor principalilor parametrii contructivi ifuncionali.

    Principalii parametrii ai ambreiajelor mecanice care servesc la aprecierea icompararea condiiilor de funcionare sunt: coeficientul de rezonan , presiunea specificp0 i creterea de temperatur t.

    Coeficientul de siguran

    Funcionarea normal i transmiterea integral a momentului maxim al motorului Mmeste posibil dac momentul de frecare al ambreiajului Ma este:

    Ma =

    Mm[Nm] (2.1)

    La stabilirea coeficientului de siguran , la nceputul proiectrii ambreiajului,bibliografia de specialitate recomand pentru autoturisme valorile =1,2 1,75.

    Coeficientul de siguran se alege innd seama de uzura suprafeelor de frecare, decondiia de protejare a transmisiei mpotriva solicitrilor date de momentele de inerie.

    La mrirea coeficientului de siguran 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.Trebuie avut n vedere ns c odat cu creterea coeficientului de siguran cresc i forelela pedal i creterea peste o anumit limit nu este recomandabil deoarece nu se mai

    asigur protejarea transmisiei mpotriva vibraiilor dinamice.

    Presiunea specificp0

    Raportul dintre fora de apsare a arcurilorFi suprafaa de frecare a ambreiajului A,reprezint presiunea specific a acestuia:

    ( ) ( )p

    F

    A

    M

    i D d D d

    M

    0 2 2

    16= =

    +

    (2.2)

    unde: ieste numrul suprafeelor de frecare; este coeficientul de frecare;D este diametrul exterior al garniturilor de friciune;deste diametrul interior al garniturilor de friciune.

    n relaia de mai sus:

    AD d

    D d D d =

    = + 2 2

    4 4 4( )( ) (2.3)

    i:

    FM

    i R

    M

    iD d

    m

    med

    m=

    =

    +

    4

    (2.4)

    3

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    4/23

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

    - pentru garnituri cu azbest p0= 0,17 0,35 Mpa;- pentru garnituri metaloceramicep0= 1,5 2,0 Mpa.n cazul discurilor de friciune cu diametre mari, peste 300 mm, viteza de patinare n

    zona periferic a acestora atinge valori foarte mari, fapt pentru care se recomand s sefoloseasc limitele inferioare iar la valori mai mari ale coeficientului de siguran se admitpresiuni specifice mai mari.

    Creterea te mperaturii pieselor ambreiajului t

    Lucrul mecanic de patinare se transform n cldur ridicnd temperatura pieselorambreiajului. Din aceast cauz garniturile de friciune funcioneaz n condiii grele.Deoarece timpul de patinare este mic i schimbul 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 acestora

    care poate merge pn la carbonizarea garniturilor de friciune. Avnd 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 regim.

    Ln r

    i

    G

    g

    n G

    kG

    k

    G

    g

    nr

    tr

    a a

    a

    a=

    +

    +

    30 3600

    2

    3

    2

    302

    2 2

    (2.5)

    unde: n este turaia motorului la pornirea de pe loc;rr este raza roii;itr=icvs i0este raportul total de transmitere;Ga este greutatea autoturismului; este coeficientul rezistenei totale a drumului;k coeficient de proporionalitate.Coeficientul de proporionalitate karat gradul de cretere al momentului de frecare n

    timpul cuplrii ambreiajului i are valorile: k= 30 - 50 Nm/s pentru autoturisme i k= 50 - 150Nm/s pentru autocamioane i autobuze.

    Creterea temperaturii pieselor ambreiajului n timpul patinrii se determin cu relaia:

    tL

    c mp=

    [OC] (2.6)

    unde: L este lucrul mecanic de patinare;

    este un coeficient care arat care este partea din lucrul mecanic ce se transformn cldur care este preluat de piesele considerate;mpeste masa pieselor ce se nclzesc;c= 500 J/kg OC este cldura specific a pieselor din font i oel.Coeficientul se adopt astfel: = 0,5 pentru discul de presiune al ambreiajului

    monodisc i volantul ambreiajului bidisc i pentru discul intermediar al ambreiajului bidisc i = 0,25 pentru discul de presiune i volantul amreiajului bidisc. Se consider c unambreiaj este bine dimensionat cnd la o pornire de pe loc n treapta I a creterea detemperatur este t= 8 15 OC.

    Avnd n vedere cele prezentate mai sus adoptm pentru calculul ambreiajului

    autoturismului primit prin tem urmtoarele:4

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    5/23

    - coeficientul de siguran =1,6;- presiunea specific p0=0,2 106 N/m2;- creterea de temperatur t= 15 OC.

    2.3 Dimensionarea suprafeelor de frecare ale ambreiajului

    Suprafeele de frecare ale ambreiajului reprezint cile de legtur dintre prileconductoare ale ambreiajului. Din egalitatea:

    Manec= Macap (2.7)

    unde: Manec= Mamax

    Macap = Ff Rmed I = Fn Rmed I

    p A iR R i p R Rs e i s e i + = 2 2

    2 2

    ( )

    rezult:

    ( ) ( )R

    M

    i p c c

    Ri

    R c

    e

    s

    e

    =

    +

    2

    1 12

    3

    max

    =

    (2.8)

    cu cR

    Ri

    e

    =

    Adoptnd c = 0,666 i = 0,32 obinem urmtoarele dimensiuni pentru suprafeele defrecare:

    ( ) ( )R m mm

    Ri

    e =

    +

    = =

    2 16 210

    032 2 02 10 1 0666 1 06660120 120

    0

    6 23

    ,

    , , , ,,

    = ,12 0,666 =0,08 =80mm

    Alegem pentru garniturile de friciune pe cele care au urmtoarele dimensiuni:- diametrul exterior De = 240 mm;- diametrul interior Di = 160 mm.

    2.4 Calculul prii conductoare

    Calculul forei necesare arcurilor

    Meninerea strii cuplate a ambreiajului la limita momentului capabil determinat esteposibil cnd pe suprafaa de frecare se dezvolt fore de frecare:

    ( )F

    M

    i R

    M

    i R RNn

    med e i

    =

    =

    +

    =

    +=

    max max

    ( )

    ,

    , , ,

    2 2 16 210

    2 032 0120 00805250 (6.9)

    Calculul arcului diafragm5

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    6/23

    Elementele geometrice ale unui arc diafragm sunt prezentate n figura 6.2.

    Figura 2.2

    Forele care solicit arcul diafragm n cele dou situaii de rezemare care apar ntimpul funcionrii ambreiajului (poziie ambreiat i poziia debreiat) sunt prezentate n figura6.3 (poziia ambreiat figura 6.3 a i poziia debreiat figura 6.3 b).

    Figura 2.3

    Se consider c arcul diafragm prezint dou elemente funcionale reunite ntr-osingur pies: partea tronconic plin care este de fapt un arc disc cu rolul de arc depresiune i lamelele care sunt de fapt prghii ncastrate n pnza arcului disc cu rolul deprghii de debraiere.

    Deformarea arcului disc prin intermediul lamelelor se explic pe modelul constructivdin figura 6.4 unde cele dou elemente componente ale arcului diafragm, arcul disc iprghiile sunt prezentate separat. Configuraia prghiilor a fost astfel aleas nct rezemareaarcului disc se face pe circumferinele cu diametrele d1 i d2 ca n cazul clasic de solicitare aarcului disc iar articulaiile pe care oscileaz prghiile se gsesc pe circumferin cudiametrul d2respectiv d3.

    Modelul constructiv din figura 6.4 ndeplinete n ambreiaj acelai rol funcional ca i

    arcul diafragm. Acest model poate fi folosit pentru calculul arcului diafragm utilizndprincipiul suprapunerii efectelor produse n cele dou elemente componente ale sale: arculdisc i prghiile de debreiere.

    6

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    7/23

    Figura 2.4

    Notaiile folosite sunt urmtoarele:- d1, d2, d3, S, H, h - dimensiunile arcului diafragm;- 1, 2, 3, 4, poziia reazemelor;- z- numrul de brae;- - unghiul sectorului care revine unui bra ( = 360 O/z);- F- fora de ambreiere;- Q - fora de debreiere;- F1, Q1 - forele de ambreiere i debreiere ce revin unui sector al modelului ( F1=F/z;

    Q1=Q/z).Pentru simplificare am considerat prghiile rigide i sistemul deformat n poziia n care arculdisc este aplatizat.

    Forele F i Q determin n arcul disc momentul radial M1 i fora tietoare T1 i nprghii momentul de ncovoiere M2i fora tietoare T2.

    n figura 6.5 s-au trasat diagramele de momente i de fore tietoare din arcul disc idin prghiile modelului constructiv precum i diagrama de momente i fore tietoare dinarcul diafragm obinut prin suprapunerea efectelor din elementele componente.

    Se obin urmtoarele solicitri maxime:

    MF

    d d

    MQ

    d dF

    d d M

    T F

    T Q

    1 1 2

    2 2 3 1 2 1

    1

    2

    2

    2 2

    =

    = = =

    =

    =

    ( )

    ( ) ( )

    n conformitate cu teoria lui Almen i Lazlo solicitrile produse de fora F(respectiv M1,T1) determin n seciunile arcului disc eforturi unitare tangeniale t, eforturi unitare radiale r i eforturi de forfecare (figura 6.6).

    7

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    8/23

    Figura 2.5

    8

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    9/23

    Figura 6.6

    Deoarece eforturile unitare r i sunt neglijabile n comparaie cu eforturile

    tangeniale t

    (maxime ped2

    ) calculul de rezisten al arcului se face pentru eforturile t max

    folosind relaia stabilit de Almen i Lazlo:

    ( )tE f

    k dk h

    fk s

    max =

    +

    4

    1 22

    1 1

    2 1 3(6.11)

    unde: E- modulul de elasticitate al materialului; - coeficientul lui Poisson;k1, k2, k3- coeficieni de form;f- deformaia arcului n dreptul diametrului d2;S

    - grosimea discului.

    k

    d

    d

    d d

    d d d

    d

    kd

    d

    d

    d

    d

    d

    kd

    d

    d

    d

    1

    2

    1

    2

    1 2

    1 2 1

    2

    2

    1

    2

    1

    2

    3

    1

    2

    1

    2

    11

    2

    6

    1

    21

    1

    31

    =

    +

    =

    =

    ln

    ln ln

    ln

    (6.12)

    9

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    10/23

    Experimental s-a constatat c, n timpul deformrii, generatoarelor arcului disc rmnpractic rectilinii iar lamelele de debreiere se ncovoaie ntre circumferinele d2 i d3comportndu-se ca nite prghii ncastrate n arcul disc de aceea vom calcula deformaiiledin timpul debraierii n dou etape: n prima etap se calculeaz deformaia care provine din

    deformaia arcului disc n ipoteza c braele sunt rigide iar n a doua etap se nsumeazdeformaia suplimentar de ncovoiere a braelor.Deformaia arcului disc ncrcat cu sarcin uniform distribuit pe circumferinele de

    diametre d1 i d2se face cu relaia:

    ( )( )F

    E S f

    k dh f h

    fS=

    +

    4

    1 22

    1 1

    2

    (6.13)

    care reprezint caracteristica de elasticitate a arcului disc n timpul cuplrii.Pentru calculul deformaiilor n timpul debreierii se folosete modelul din figura 6.7.

    Figura 2.7q = q1 + q2 (6.14)

    q fd d

    d d12 3

    1 2

    = (6.15)

    q

    Q d d

    z E22 3

    24=

    ( )

    (6.16)

    unde: Ib s

    = 3

    12este momentul de inerie al seciunii lamelei;

    b = baza mare a lamelei; = coeficient de form al lamelei care are valorile din tabelul 2.1.

    Tabelul 2.1

    b/b1 0,2 0,3 0,3 0,4 0,5 0,6

    1,315 1,315 1,250 1,202 1,160 1,12110

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    11/23

    Din condiia de echilibru a forelor

    Q Fd d

    d d=

    1 2

    2 3

    (2.17)

    Pentru trasarea diagramelor se procedeaz astfel:

    1. Se verific cu relaia 2.11 efortul tangenial maxim cnd discul este aplatizat ( f = h) i secompar cu ad= 200 kgf/cm2;2. Se calculeaz mrimile din tabelul 6.2 pentru diferite valori ale sgeii cuprinse ntref= 0 i f= 1,7 h.

    Tabelul 2.2

    Mrimeacalculat f F Q q1 q2 q

    Numrul relaiei - 6,13 6,17 6,14 6,15 6,16

    3. Se traseaz graficele F(f); Q(q1) i Q(q), figura 2.8.

    Figura 6.8

    4. Se stabilesc poziiile A i B de funcionare pe diagrama forei la platou F(f)5. Se stabilesc poziiile a i b pe diagrama forei la rulmentul de presiune.

    11

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    12/23

    Adaptnd constructiv dimensiuni de gabarit ale diafragmei i punnd condiia ca nstare plan diagragm s asigure fora minim necesar ambreiajului obinem pentruambreiaj urmtoarea caracteristic:

    Caracteristica ambreiajului cu arc diafragm

    Diametrul exterior al diafragmei d1 = 234,0 mmDiametrul de sprijin d2= 180,0 mmDiametrul mansonului de presiune d3 = 42,0 mmNumarul de taieturi ale diafragmei z= 18Latimea taieturii dintre lamele c= 3,0 mmSageata la plat este fp = 5,25 mmGrosimea arcului diafragma s = 2,870 mm

    f F Q q1 q Sigma

    [mm] [N] [N] [mm] [mm] [MPa]

    0,00 0 0 0,00 0,00 00,25 1035 405 0,64 1,19 900,50 1955 765 1,28 2,33 1780,75 2766 1082 1,92 3,40 2631,00 3474 1359 2,56 4,42 3451,25 4085 1598 3,19 5,39 4241,50 4604 1801 3,83 6,31 5011,75 5037 1971 4,47 7,18 574

    2,00 5390 2109 5,11 8,01 6452,25 5668 2218 5,75 8,80 7132,50 5878 2300 6,39 9,55 7792,75 6024 2357 7,03 10,27 8413,00 6113 2392 7,67 10,95 9013,25 6151 2407 8,31 11,61 9583,50 6143 2404 8,94 12,25 10123,75 6095 2385 9,58 12,86 10644,00 6012 2353 10,22 13,45 11124,25 5901 2309 10,86 14,03 11584,50 5767 2257 11,50 14,60 12014,75 5616 2198 12,14 15,16 12425,00 5454 2134 12,78 15,71 12795,25 5285 2068 13,42 16,26 13145,50 5117 2002 14,06 16,81 13465,75 4955 1939 14,69 17,36 13756,00 4804 1880 15,33 17,91 14016,25 4670 1827 15,97 18,48 14256,50 4559 1784 16,61 19,06 14466,75 4477 1752 17,25 19,66 14647,00 4429 1733 17,89 20,27 1479

    7,25 4422 1730 18,53 20,90 149212

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    13/23

    f F Q q1 q Sigma[mm] [N] [N] [mm] [mm] [MPa]7,50 4460 1745 19,17 21,56 15017,75 4550 1781 19,81 22,25 15088,00 4698 1838 20,44 22,97 1513

    8,25 4908 1921 21,08 23,72 1514

    13

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    14/23

    14

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    15/23

    Pe diagrama forei la discul de presiune F = F(f) se stabilete punctul A cndambreiajul este cuplat i discul condus are grosime maxim i punctul B care corespundepoziiei decuplat pentru o curs de retragere adoptat AB = 2 mm cnd se consider cdecuplarea este complet. Se stabilesc punctele a i b pe diagrama forei de ambreiere Q =f(q). Punctul a corespunde poziieinA din curba forei la discul de presiune iar punctul b

    reprezint poziia corespunztoare punctului B de pe aceeai curb. Se traseaz dreapta ma care reprezint cursa datorat elasticitii lamelelor.Se determin cursa la rulmentul de presiune mb n funcie de cursa de retragere adoptat AB.

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

    Prin aceast metod grafoanalitic rezult:- curba la rulmentul de presiune mbmin = 7 mm;- fora la rulmentul de presiune Qmin = 242 daN.

    Calculul discului de presiune

    Predimensionarea discului de presiune se face din condiia de nclzire prin asimilarealui la un cilindru inelar cu dimensiunile din figura 6.9.

    Figura 6.9

    rid Ri - (2 3) = 0,078 m

    red Re - (3 5) = 0,122 m

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

    L n ri

    Gag

    n Gk

    Gk

    Gg

    n

    Lk

    L J

    r

    tr

    a a a= + +

    =

    +

    +

    =

    2

    2

    2 2

    2

    2

    2 2

    30 360023

    230

    600 035

    30 2614

    24000

    10

    600

    3600

    24000 0569

    120

    2

    3

    24000

    0569

    2 24000

    10

    600

    30

    53 000

    ,

    ,

    ,

    ,(6.18)

    unde: n = 600 rot/min este turaia motorului la pornirea de pe loc;rr= 0,350 m este raza roii;

    i i i i itr cv R tr I= = =

    04292 3 687 1653 26145; , , , ,

    15

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    16/23

    Ga = 24 000 N, greutatea autovehicului,g= 10 m/s2, = (0,03 cos33O + sin33O) = 0,569 este coeficientul rezistenei totale a drumului;k= 50 150 Nm/s este coeficientul de proporionalitate ce arat gradul de cretere al

    momentului de frecare n timpul cuplrii ambreiajului.

    Considernd c n momentul cuplrii ambreiajului vom avea o cretere de temperatur tdat de relaia:

    tL

    m cdp=

    (6.19)

    iar masa discului de presiune este

    m r rdp ed id = ( )2 2 (6.20)

    vom avea nevoie de o grosime minim a discului

    ( )

    ( )

    =

    =

    Lc t r r

    mm

    ed ei

    2 2

    2 2

    5300 0 5

    500 15 8400 0122 0 078

    14

    ,

    , ,(6.21)

    unde:L = 53000 J este lucrul mecanic de patinare; = 0,5 este partea din cldur preluat de discul de presiune; t= 15O este creterea de temperatur din timpul cuplrii;

    = 8400 kg/m3

    este densitatea fontei;c= 500 J/kg OC este cldura specific a fontei.

    Calculul elementelor de legtur

    Elementele de legtur dintre discul de presiune i carcas l constituie trei pachetede bride de antrenare aezate echidistant la 120 O care au i rolul de element elastic dereaducere a discului de presiune. Aceste bride au grosimea de 1 mm i sunt prinse cuajutorul unor nituri din OLC 45 care sunt solicitate la:

    forfecare:

    f

    f

    f af

    Ft

    d

    MP a MPa

    =

    =

    = < =

    4 2

    4 16 210 2 10

    7 135 3

    43 50

    2

    3

    2

    , (6.23)

    strivire:

    16

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    17/23

    sb

    s as

    Ft

    d g

    M

    d R

    MPa MPa

    =

    =

    =

    = < =

    3 3

    210 10

    7 135 3118 25

    3

    ,

    (6.23)

    2.5 Calculul prii conduse

    Construcia discului propriu-zis

    Cuplarea ambreiajului trebuie s se fac progresiv pentru a nu se prelua solicitri preamari n transmisia automobilului la valori care s nu aib influen negativ asupra pragurilorsau a ncrcturii. Creterea momentului de frecare al ambreiajului depinde de proprietile

    elastice ale ambreiajului i de ritmul cuplrii. Proprietile elastice ale discului condus i alemecanismului de acionare au importan deosebit asupra cuplrii line a ambreiajului.Proprietile elastice n direcia axial ale discului condus depind de construcia lui. Cu cteste mai mare elasticitatea axial a discului condus, cu att creterea forei de apsare dintresuprafeele de frecare, respectiv a momentului de frecare va fi mai progresiv, iar cuplareaambreiajului va fi mai lin. Soluia aleas este aceea cu disc prevzut cu tieturi radiale, prinaceasta discul fiind mprit n mai multe sectoare, iar acestea sunt ndoite alternnd lastnga i la dreapta rezultnd un disc ondulat.

    Pe ambele fee ale discului se monteaz prin nituire cte o garnitur de frecare, careeste nituit numai n sectoarele ndoite n partea ei astfel nct n stare liber, ntre garniturii disc exist un jocj= 1 - 2 mm i la cuplarea ambreiajului ondulaiile se ndreapt treptat

    asigurnd o ambreiere progresiv.Garniturile de frecare sunt prevzute cu nulee prin care, la rotirea ambreiajului,circul aer care contribuie la rcirea suprafeelor de frecare. De asemenea nuleeleservesc i la ndeprtarea particulelor ce rezult din uzarea garniturilor de frecare i careconduc la micorarea coeficientului de frecare. Fixarea garniturilor de frecare pe disc se facecu ajutorul a 8 nituri sub form tubular cu diametrul de 5 mm.

    Elementul elastic suplimentar

    Prin 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 nlturndu-se astfel posibilitatea apariiei rezonanei denalt frecven. n figura 6.10 se prezint caracteristica elastic a transmisiei prevzut cuelement elastic suplimentar.

    17

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    18/23

    Figura 6.10

    Pentru unghiuri de rsucire ale organelor transmisiei cuprinse ntre - 1 i 1

    rigiditatea transmisiei este determinat de rigiditatea arcurilor elementului elastic. Dup cemomentul de torsiune care se transmite depete valoarea M1, arcurile elementului elasticsuplimentar sunt comprimate pn la limita maxim admis, iar pentru valori mai mari dectM, rigiditatea trasmisiei este dat de rigiditatea organelor ei. Pentru a obine o caracteristicelasitic neliniar a transmisiei i pentru unghiuri cuprinse ntre - 1 i 1 se utilizeaz discuriconduse la care arcurile elementului elastic suplimentar nu intr toate n aciune n acelaitimp. Acest lucru se realizeaz practic prin prevederea n flana butucului i n discuri a unorferestre de lungimi diferite i prin folosirea de arcuri cu caracteristici diferite.

    Calculul arborelui ambreiajului

    Predimensionarea arborelui ambreiaj se face pentru solicitarea principal care este dersucire, care se majoreaz cu 20% pentru a ine seama i de eforturile de ncovoiere.

    dM

    z

    d mm

    necad

    nec

    =

    =

    =

    6

    6 16 210

    13024 9

    3

    3

    ,,

    Alegem asamblarea cu caneluri n evolvent cu centrare pe flanc avnd diametrulnominal

    D = 30 i modulul m = 1,5 mm.Conform STAS 6858-63 aceast asamblare are urmtoarele dimensiuni nominale:

    D = Di = 32mm; z = 20; Dd= 30mm; di = 28,4 mm; SdA= 3,1.

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

    Fora care acioneaz este:

    18

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    19/23

    FM

    z D

    F N

    d

    =

    =

    =

    2

    2 16 210000

    20 301120

    ,(6.25)

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

    - strivire

    s

    s as

    F

    As

    F

    L b

    MPa MPa

    = =

    =

    = < =1120

    30 1820 7 30

    ,,

    (6.26)

    - forfecare;

    ff

    s af

    F

    A

    F

    L a

    MPa MPa

    = =

    =

    = < =1120

    30 311204 30

    ,,

    (6.27)

    Calculul arcurilor elementului elastic suplimentar

    Se face punnd condiia ca momentul Mccare comprim arcurile pn la opritori s fieegal cu momentul determinat de fora de aderen a roilor motoare ale automobiluluicorespunztor unui coeficient de aderen = 0,8, adic:

    Mz r

    i i

    M Nm

    c

    ad d

    cv

    c

    =

    =

    =

    0 1

    24000 0 8 0 35

    4 292 3 687424

    , ,

    , ,

    (6.28)

    Dac Rmedeste raza medie de dispunere a arcurilor atunci de calcul este:

    FM

    z R

    F N

    c

    c

    med

    c

    =

    =

    =424

    8 0 0481104

    ,

    (6.29)

    unde z= 8 este numrul de arcuri.

    Punnd condiia ca dezbaterea unghiular pe care trebuie s o admit elementulelastic este de 8OC obinem pentru sgeata arcului valoarea maxim:

    19

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    20/23

    f= Rmed sin8O

    (6.30)

    f= 0,048 sin8O = 0,0066 mm

    Adoptnd un coeficient al arcului c= D/d= 4,5, din relaia sgeii:

    fF D n

    G d

    c=

    8

    3

    4, unde n = 4 este numrul de spire active, rezult diametrul srmei

    arcului

    dn F c

    G f

    d mm

    c

    c

    =

    = =

    8

    8 4 1104 45

    81 10 6 63 5

    2

    2

    4

    ,

    , , ,

    (6.31)

    Rezult

    D = c d (6.32)

    D = 4,5 3,5 = 15,75 mm

    Efortul unitar de torsiune este:

    t

    c

    t at

    F D

    d

    MPa MP a

    =

    =

    = < =

    8

    8 1104 1575

    3 5620 700

    3

    3

    ,

    ,

    (6.33)

    2.6. Calculul mecanismului de acionare

    Mecanismul de acionare al ambreiajului trebuie s asigure o cuplare perfect i odecuplare rapid; fora aplicat la pedal nu trebuie s depeasc 150 N iar cursa total apedalei s nu depeasc 150 mm. Pe msura uzrii garniturilor de friciune, mecanismultrebuie s asigure reglarea cursei libere a pedalei. Adoptm mecanismul de acionarehidraulic a crui schem de funcionare i de calcul este prezentat n figura 6.11.

    20

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    21/23

    Figura 6.11

    Raportul de transformare al mecanismului adoptat este:

    id

    d

    b

    a

    d

    c

    i

    h

    h

    =

    = =

    2

    2

    1

    2

    2

    2

    28

    22

    330

    55

    180

    9020

    (6.34)

    Cursa la pedal va fi:

    Sp = mb ih [mm](6.35)

    mb = 7 mm este cursa la rulmentul de presiune.

    Sp = 7 20 = 140 mm.

    Fora la pedala de ambreiaj va fi:

    F QiH h

    =

    [N] (6.36)

    Q = 2420 N este fora la rulmentul de presiune; h=0,9 este randamentul acionrii hidraulice.

    F =

    =2420

    20 0 9134

    ,N

    Furca de debraiere se calculeaz la ncovoiere sub aciunea forei:

    21

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    22/23

    FQ c

    d=

    [N] (6.37)

    F =

    =2420 90

    1801210 N

    Furca trebuie s asigure un modul de rezisten la ncovoiere:

    WQ l

    i nec ad

    =

    [m-1] (6.38)

    Wi nec

    =

    =2420 18

    2021780 [mm-1]

    22

  • 8/3/2019 Proiect ambreiaj 2011

    23/23

    23