~. "1,.

de actionarea Itreptelorcu manetadispusa pe coloanavolanului.

35

I

IiEI .Fig. 3.102.Schemasistemuluielectropneumaticde aciionare a cutiei de

viteze.

in func~iede dispunereacontactelorpe placa5. In tabelul3.23estedataordineade inchiderea circuitelorpentrusistemulelectropneumaticde-scris.

Ordinea de lucru a releelor sistemului de actionare electropneumatic

Tabelul 3.23

3.3. Cutii de vitezp.pJanp.tare-- -3.3.1.Notiuni despremecanismeleplanetareutilizate

in constructiacutiilor deviteze

r Incompara~iecu eutiilede vitezemeeanieein trepteeu arbori eu( axefixe, cutiiledevitezeplanetareprezintaavantajele:

)Cutii de vitezeplanetarecu patrutreptedemersmainte!?Luna de mersLtnapoi. Ea esteformatadin trei grupuri planetaresimplecu angrenare

mixta.GrupurileplanetareI !?iII servesela realizareatreptelorde mersinainte,iar grupul III (prin interaetiuneaou celelaltegrupurl) a trepteidemersinapoi.Cuplareatreptelorde vitezese facecu ajutorul ambreia-jelor A1 !?iA2 !?ial frinelor eubandaIF\,F2~iF3'In pozitianeutraa cu-tiei devitezefrinele!?iamlbreiajelesintdeeuplate.

Grupul planetarI estecompus din roata planetara13, satelitii 2,platoulportsatelit14!?ieoroanadintata1JIntre aeesteelementetrebu,iesafie satisfacuteurmatoareleconditii:

- conditiade montaj (dintii satelitilortrebuiesa aiM posibilitateasa intreintr-un golal rotii planetare!?ial coroanei):

(3.105)unde: .

Neste un numarintreg;K - numarulsatelitilorgrupului;- conditia de coaxialitate (a rotii planetare

21-Z13=222;

cu coroanadintata);

(3.106)

- eonditiade vecinatate(satelitiinu trebuiesa se loveascain-tre ei):

. n(1

' n 2213Sm- -21 -s1o- > .J{ ](

(3.107)

Raportulde transmiterese obtineprin metodaopririi imaginarearotii conduse(se consideraca intreg grupulserote!?tein sensinvers injurul axei centralecu vitezaunghiularaegalacu a rotii conduse).In ea-zul grupului planetarI, seconsideracaintreg grupulserote!?teeu vitezaunghiUlara- (1)14'In felul acesta,grupul I devine un angrenaj cu arborieuaxefixe, Ie caresepotserlerelatiile:

W,-W'4 %2 .- ==- !?1W. %1

WI3-(o114 %2-=--,W2 %U

(3.108)

sau dupa transformari:

(3.109)

In cazul in care frina F1 este cuplata !?i ambreiajul A1 decuplat.O . .' 1+

%12

(1)13= , 1ar l]= -.%1

DaeaambreiajulA1 esteeuplat!?ifrina F1 libera, (1)13=

rTabelul 3.24

RelatU de calcul pentru turatlile ~I momenteleelementelordlverselor grupurl plnnetare

Schemagrupuluiplanetar I Re1atiJpentru determinareatura~iilor I ReJatiJ pentrudeterminareamomente1or

M.=M.!!. 2-r3 r.

Ml+Ma+M.=M3;M1=T1rl;Ma=Tara;M.=T.r.;Forta tangentialiitotaliiTl=T.-Ta

I

OCuplarea treptei a II~ are loe cind frina F2 este acponatii ~iam;bre-

iajul A2 cuplat, la realizarea raportului de transmitereparticipind grupulplanetar II (grupul I fiind blocat). Raportul de transmitere este:

ieos=1+ %'. (3.111)%,a

GCuplarea treptei a III-a are loe clnd ambreiajul A2 este blocat ~i

frina F1 actionata, la realizarea raportului de transmitere participindgrupul planetar I (grupul II fiind blocat). Raportul de transmitere este:

iC03=1 + %13. (3.112)%,

fjTreapta a IV-a este treapta de priza directa (icc4=1)~i se obtine

prin blocarea grupurilor planetare I ~i II cu ajutorul ambreiajelor Al~i A2.

[]Pentru obtinerea treptei de mers inapoi se actioneazafrinele Fi !iii

F3, la realizarea raportului de transmitere participind toate cele ,treigru-puri planetare.Raportul de transmitereeste:

i.yI=_ (1+%~u)(1- z. .2). (3.113)"'1 %)2 :z:.239

'fnl =[( +1)na-n.t:;

rln: na=(nl-nar;

ff::;ra

( r1) r.n3= n. +-n. -;1: r. rl +r.I

I

-n.=[C:+1)n.- ; n1]I

I

I I ( r. ra ) r.r.3 nl=n.+-.-n. -r. ra r.ra+r.rar.

nz=(n.-nl)- ;ra

5[C' rz ) rar.n.= -. - +1 nl- n. -;r. r. r.r2

(r. r2 ) r2 r.n.= -.-+1 nl--.-n.r. r3 r3 r.'5 r,

nl=n3+- n. ;rlr.

''ll,na=n3-- n.;

ra

....I..-I 6 r.""L.J n. =-n.+nar.

3.3.2.Construcfiacutiilordevitezeplanetare

In .figura 3.104este reprezentata0 cutie de viteze planetara formatadintr-un grup planetar dublu. Grupul planetar este compus din rotileplanetare 1 ~i 4, satelitii principali 2 ~i satelitii secundari 5 ~i coroanadintata 3. Ambreiajele de cuplare Al ~i A2 sint ambreiaje polidisc actio-nate hidraulic. Ambreiajul A2 se compunedin carcasa19, in care se fi-xeaza pe caneluri pachetul de discuri conduse13. Discurile conducatoare14 sint montatepe caneluri pe coroana17,care este fixata rigid pe arbo-rele conducator 16 ~i serve~tetotodatadrept elementde antrenare pen-

172

3

16 9

Q

14 73 12

b

Fig. 3.104. Cutie de virteze !p1anetaraeu grup planetar dublu:a - schema cinematica; b - secUune.

240

rI tru ambreiajul AI. Elementul condus al ambreiajului Al este legat deI roataplanetara4, iar cel al ambreiajuluiA2 de roataplanetara1. Am-

breiajeleAl ~iA2 sint actionatehidraulicde pompa6 la vitezemari !?ide 0 pompaauxiliaracindautomobilulsta pe locoPentru aceaSita,uleiulestetrimis sub presiunela man!?onul8, printr-un distribuitor.Prin ca-nalele10!?i11,uleiul estetrimispepistoanelede actionare18 (a ambre-iajului AI) ~i12 (a ambreiajuluiA2).Arcurile 15!?i20 fac cuplareaam-breiajuluimai lina ~iajuta la decuplare.Danturaexterioaraa coroanei3serve!?tela blocareaarboreluisecundar9 in timpulparcarii.Portsatelitulcomunal satelitilor2 !?i5 poatefi frinat cu frina F2. Acelal1ilucru sepoaterealizal1icu elementulcondus19 al ambreiajuluiA2' carepoatefi retinutpe loc cu ajutorulfrinei cu bandaFl' Dispozitivul7 esteun re-gulatorcentrifugcareserve!?tesistemuluide actionare automata.Cuaju-torul ambreiajuluipolidiscAi>mil1carease transmitede la arboreledeintrare16,prin coroanacanelata17,la roataplanetara4 ce angreneazasatelitii5, iar ace!?tiacu coroana3. La rindul lor, satelitii 2 angreneazapede 0 partecu coroana3, legatade arborelede ief1ire9, iar pe dealtapartecu roataplanetara1. Cu ajutorul acesteicutii de vitezese obtintrei treptede mersinain.te!?iuna inapoi,ale diror rapoartede transmi-teresintdatein tabelul3.25.

Tabelul 3.25

Rapoartele de transmltereale cntlel de vlteze planetarecn grnp planetar dnbln

Cutia de viteze planetara Mechamatic a firmei Hobbs (fig. 3.105)secompune din cutia de viteze propriu-zisa cu patru trepte, trei frine cudisc !?i doua ambreiaje, toate .comandatehidraulic. Comanda fiind au-tomata,sistemul reactioneazala variatia vitezei de deplasarea automo-bilului !?ia pozitiei c1apeteide acceleratie.

Cutia de viteze propriu-zisa se compune din petru pinioane plane-tare 4, 5, 9 !?i10 !?idoua serii de sateliti; satelitii primei serii sint in treitrepte 1, 2 !?i3, iar ai celei de-a doua serii in doua trepte 7 !?i8.

Arborele tubular asupra caruia lucreaza frina F2 este dintr-o bucatacu pinionul planetar 10, care angreneazacu pinionul mic 1 al satelituluitriplu. Arborele tubular central, asupra caruia actioneazaambreiajul A2~i frina Fi>poarta dantura pinionului planetar 9 cu care angreneazapi-nionul mare 2 al satelitului triplu. Arborele interior care este actionatde ambreiajul Al face corp comun cu pinionul planetar 4 cu care angre-neaza pinionul mare 8 al satelitului dublu; cu aceea!?idantura angre-

16- Calculul~iconstructiaautomobilelor 241

TreaptadevitezAI

ElementeledecuplareactlonateI

Rapoartele de transmitere I

II Z3I A1; Fs itd= -

Zl

A1; F1Z3 Z4+Zl

II icv2= -.-Z4 Z3+Z1

III A1; As i""3=1

Z3

I

MI As; Fs iMf= - -Zl

neaza~ipinionul mijlociu 3 al satelitului triplu. Pinionul planetar 5 estelegat cu arborele secundar 6 ~iangreneazacu pinionul mic 7 al satelitu-lui dublu. Pinioanele sint prevazut~cu dantura inclinata.

Blocul celor doua ambreiaje monodisceste legat de volantul motoru-lui ~i functioneazain ulei. Ambreiajul At este utilizat pentru toat~trep-tele de mers inainte, realizind legatura intre motor ~iarborele interior al

a 109

b

Fig. 3.105.Outia de vitezeplanetaraMeohamatic-Hobbs:a - sectiune;b - schemA.

242

rcutielde viteze.AmbreiajulA2 esteutilizat pentrutreaptade priza di-recta!?imersulinapoi,solidarizindarborelecotit 11cu arboreletubularcentral,prevazutcupinionulplanetar9.

AmbreiajulA~Iesteformatdintr-un disc fixat de volantulmotoru-lui, disculconduseu amortizorpentruoscilatiilede torsiune~idintr-undiscde presiunesolidarcu disculfixat de volant,carese poatedeplasaaxial.AmbreiajulA2 are disculcondusfara amortizorde oscilatii.Amin-douaambreiajelesint comandatehidraulicprin intermediulunor organede comandainglobateintr-o carcasa.Presiunealichidului estetransmisadiscurilorde presiune prin intermediulunor organeelastice.Fiecareambreiajare cite un ventil de cuplare~icite un venti!de decuplare,montatein carcasadecomanda.

Blocul de frinare estecompusdin trei frine de constructiesimilaracu ceaa ambreiajelor,fiind solidarcu carterulcutieide vitezecarepreiamomentelereactive.Frina FI lucreazape acela~iarborepe careestecen-trat ~iamlbreiajulAI. Frina Fa caretransmitemomentulmaximestele-gatacubratulpo~tsatelital sistemuluiplanetar.

Organeleprincipaleale dispozitivuluide comandasint: pompadeulei, sertarulde reglarea presiunii la frine, sertarulselector,sertarulregulator,regulatorulde presiunepentru ambreiaje,sertarulde supra-accelerareetc.

La mersulin gol, legaturacinematicadintre arboreleprimal'!?ise-cundaresteintrerupta.Toateorganelede comandasint libere cu excep-tiafrinei Facareesteactionata.

TreaptaI se obtineprin cuplareaambreiajuluiAl (careramineinaceastapozitiein toatetreptelede mersinainte).Frina din spateFaestestrinsaca!?ila mersulin gal.

Pentru obtinereatrepteia II-a, ambreiajulAl raminecuplat,iar inlocul frinei Fase stringefrina F2.In felul acestase imobilizeazapinionulplanetar10.Momentulse transmitede la pinionulplanetar4 la pinionulmare8 al satelituluidublu, iar de la acestala satelitultriplu, care serostogole~tepepinionulplanetar 10.

Treaptaa III-a se obtineprin cuplareaambreiajuluiAl !?ifrinareacu frina F'r. In felul acestase blocheazapinionul planetar9 pe careserostogole!?tepinionul2 al satelituluitriplu.

Treapt.aa IV -a se obtinecind ambeleambreiajesint cuplate,iar celetrei frine sint libere.In acestcaz,mecanismulplanetatse blocheaza.

Pentru obtinereatrepteide mers inapoi, frina Fa estestrinsa,iarambreiajulA2 estecuplat.Astfel, bratul portsatelitesteblocat,iar mi~-carea se transmitede la pinionul planetar9 prin pinioanele2, 3, 8 ~i7la pinionulplanetar5al arboreluicondus6.

In tabelul3.26sint daterapoartelede transmitereale cutieide vi-tezeMechamatic-Hobbs.

La cutiile de viteze planetare,schimbareatreptelorse efectueazade celemai mul,teori cu motorulin sarcina.Dacaun elementde cuplarese elibereazamai repedededt urmatorul,motoruli~iva mari turatiafjiinvers,cind cutia de vitezeestetemporal'blocata,motorulse opre~te.Evitareaacestorsituatii se obtineprin reglareaprocesuluide cuplareaambreiajelor,carese facecu ajutorulunoI'acumulatoarede presiunedetipul celui prezentatin figura 3.106.Aeumulatorulde presiunese mon-teazain paralel eu ambreiajulde decuplare.Uleiul sub presiunetrecedin conducta1 in conducta 2 la ambreiajulde euplare~iin camerava-

243

.-

Tabelul 3.26

Rapoartele de transmltereale cutlel de vlteze Mechamatic-Hobbs

5

Fig. 3.106.Acumulator de presiune.

riabila dintre pistoanele 5 ~i 7. Aceste pistoane sint wentinute in echi-libru de arcurile 6 ~i 4 ~i de presiunea lichidului. Suplimentar, asuprapistonului 7 actioneaza~i 0 presiune modulata 3, data de dispozitivul dereglare automata. In cazul cind aceastapresiune este nula, ambreiajultrebuie sa cupleze incet; pentru aceasta,lichidul de lucru umple mai in-tii volumul acumulatorului, deplasind pistoanele in pozitiile exterioarelimita. Daca intre timp in conducta3 apare 0 presiune,pistonul 7 se de-plaseaza in sus ~i actioneazasuplimentar asupra ambreiajului, determi-nind cuplarealui rapida.

$i in cazul frinelor se adopta frecvent dispozitive de inrtirziere,maiales la frinele utilizate la cuplarea treptelor superioare.Frlna este com-pusa din banda de otel 1 (fig. 3.107), diptu~ita cu material de antifric-tiune, bratul de actionare 2 ~iservomecanismul3. Pistonului de lucru 4i se opune, in afara rezistenteipirghiei 2 ~i a arcului de readucere5, ~ipresiunea de modulare 6 care poate exercita, in anumite cazuri, 0 fortiimai mare decit presiunea de lucru 7. Piulita 8 folose~tela reglarea jocu-lui dintre banda~itambur.

244

Treaptade viteziiI

Elementelede cuplareacionateI

Raportuldetransmltere

A1;FaZ.Z.

1 icc1= -Z4Z7

Z. Z1Z4+Z3Z1011 A1;Fa iCI'2= - .Z4 Z.+ZgZ7

IV A1; A2 iC.3= Z.Z1+z.

Z1Z.+Z3Z7

ZgZ.Z.MI A2; F3 iM1= - -

ZgZ7Z.

T Deoarece,1aparcare,intre motor~irotilemotoarenu existanid 0 legatura,la cutiiledevitezep1anetareseutilizeazaun dispozitivcarepermiteblocarearotilor motoare.Clichetul1(fig.3.108)poateangrenacu eoroanadintatadepearboreleseoondar,a1eutieideviteze,subae-tiuneaeamei2, montatape axul 3 de actionarea sertarului.Retragereac1ichetuluiserealizeazaprin arcul 4. In stareeuplata,elichetulrigidi-zeazarotilemotoarealeautomobiluluieuearte-rul cutieidevitezeplanetare.

Angrenajeleeutiilorde vitezeplanetareseexecuta,in generaleu danturadreapta,eu ununghide angrenare0(=20~ieu eorectieun-ghiulara.In unelecazuriseutilizeaza~idanturainc1inata.Latimearoti.lordintateserecomanda:b=(0,35...O,45)C,pentru autoturisme,~ib==(0,30...0,40)C,pentru autocamioane~iauto-buze(C fiind distantadintreaxe).

2

Fig. 3.107.Frina cu band~utmzat~la cuplarea trep-telor de vi.teze la cuti'Me

planetare.

Fig. 3.108.Dispozitiv pentru blocarea:rotHormotoare.

3.4. Cutii devitezemecanicecu variatiacontinuaa raportuluide transmitere

Cutiile de viteze in trepte au un numar limitat de rapoartede rtrans-mitere, fapt ce nu permite rezolvareadecit in mod incomplet,discontinuu~i neeconomica adaptarii motorului la cerintele de tractiune ale auto-mobilului. Cutiile de viteze in trepte nu pot realiza decit 0 apropiereintre caracteristica de tractiune reala ~i hiperbola de tractiune ideala.Abaterile de la hiperbola de tractiune eonduc la reducereaperformante-lor automobilului, marirea eonsumului de combustibil,preeum~ila supra-solicitari ale motorului. Suprapunerea acestor doua caracteristici ~i deci

245

func1ionareacu eficientamaximaa motoruluide automobilesteposibilaprin utilizareaunor cutii de vitezecu variatiacontinuaa raportuluidetransmitere(denumite~i cutii de vitezecontinue sau progresive).Inpractica,gamade variatiea rapoartelorde transmitereestelimitata,infunctiede tipul ~idestinatiaautomobilului.Cerinteleprincipalepentrucutiile de vitezecontinueesteca elesa fie automate~isa aibaun ran-damentcomparabilcu cel al cutiilorde vitezein treptein domeniuldeutilizarecelmaifrecvent.

Cutiile de vitezeprogresive,dupaprincipiul de functionare,pot fi:mecanice,electrice~ihidraulice(hidrostatice~ihidrodinamice).In cadrulacesteilucrarise trateazanumaicutiiledevitezecontinuemecanice.

Dupaprincipiul de functionare,cutiile de vitezemecanicecu varia-tia continunaa raportuluide transmiterepot fi cu frictiunesau cu im-pulsuri.

3.4.1.Transmisii progresiveeu frietiune

Transmisiile progresive cu frictiune permit varierea continua, intreanumite limite, a raportului de transmitere. Din cauza alunedirii dintreelementelein frecare, raportul de transmitere real difera de cel teoretic.Pentru realizarea frecarii, suprafetele in contact trebuie apasatecu aju-torul unor mecanisme.

Radamentul transmisiilor cu frictiune este dat de relatia:

(3.114)

in care: M1 ~i M2 sint momentelede torsiune la arborele conducator ~i

condus; (,)1~i (,)2- vitezeleunghiularealecelordoi arbori;i= Wa - ra-w,portulde transmitere(depindedemarimeaaJ.unecarii);k= Ma - coefi-M,cientul de transformare.

Transmisiile progresive cu frictiune pot fi: cu corpuri de revolutierigide, cu suprafete de frecare multiple sau cu elementeelastice.

Transmisii progresive eu frictiune cu corpuri de revolutie rigide.La acestetransmisii intre elementelede frecare apare 0 alunecarececon-duce la pierderi de putere. Dispersareaunei puteri ll11aripe 0 suprafatade contact redusa determina uzura rapida a suprafetelor de freeare.Acest neajuns se manifesta intr-o masura mai redusa in eazul transmi-siei cu frictiune toroido-sferica (fig. 3.109),compusadin rotile toroidale 1~i3 ~idin rolele 2 ~i4. Generatoarearotilor este 0 parte a circumferinteitorului cu raza R, iar rolele sint dispuse dupa 0 coarda a circumferintei.Variatia continua a raportului de transmitere se realizeazaprin rotirearolelor in jurul axelor ce tree prin centrele de curbura 01 ~iO2 ale pro-filelor toroidale (fig. 3.109,a, b ~ic).

Momentul de torsiune se transmite de la roata eonducatoarela roatacondusacu ajutorul fortelor de frecare prin rolele 2 ~i4. De aceea,trans-misia este previizuta cu un dispozitiv care apasaasupra rotilor toroidale

246

~c:

l

Fig. 3.109.Schemal1iprincipiul de functionareal transmisieiprogresivecu fric-tiune cu corpuri de revolutie rigide, de tiJp Christiansen.

cu forta S (fig. 3.109,d). Un asemeneadispozitiv poate fi realizat cu aju-torul bilelor 5, dispusepe raza rh, in loca~urilesub forma de plane incli-nate (cu unghi'lll 0) alediscurilor 6~i7 (fig. 3.109,e). La transmttereamo-mentului de torsiune, bilele de pe planele inclinate tind sa indepartezedi!>curile6 !?i7, actionind cu 0 forta propot1ionalacu momentul necesara fi transmis.

Coeficientul de transformare k al acesteitransmisii se determina curelatia:

(3.115)

in care: M1 este momentulla arborele primar; M;! - momentulla arbo-rele condus;r1 fii r2 - razelela carese realizeazacOI!tactuldintresupra-fetele de frecare ~icare pot varia intre rmtn ~i r",,!n,

Legatura dintre forta axiala S ~i forta normala N ce apare intresuprafetelede frecare estedata de relatia:

S=2N sin 0(. (3.116)

Cunoscind forta normala N, se poatedetermina forta de frecare tan-gentiala T:

T=IlN. (3.117)

In cazul rotilor ~irolelor din otel care lucreazafara ungere,1l,=0,2. . .D,3, iar pentru cele care lucreaza cu ungere 1l=0,04... 0,05.Pentru su-

247

Fig. 3.1

nelurilearboreluiconducc'itor1 estelimitatacu ajutorul~aibelor5 !?i6.Coeficientulde transformare,in acestcaz,estedatde relatia:

M2 R Rk= -=-=-, (3.118)

M1 p R-E

in care E este excentricitateadintre axele arborilor conducator!?icondus.Pentru ca discurile 3, la transmitereamomentului de torsiune Mh sa

nu patineze,este necesarca ele sa fie apasatecu 0 for~anormala F, dataderelatia:

(3.119)

in care:z estenumarulsuprafetelorde frecare;, =0,04... 0,05- coefi-cientuldefrecarein cazulsuprafetelorunse.

Cunoscindfor~ normalaF !?iunghiuldiscurilorex,se poatedeter-minafortaaxialladeapasarecu relatia:

S=Fcos ex. (3.120)

La transmisiaprogresivacu suprafetede frecaremultiple,va'lorileadmisibileale efortuluiunital'de contactpac=150.. . 190N/mm2,la vi-tezedealunecalrecenu depa!?esc0,3m/s.Discurile3 ~isuprafe~le4 sintdin otel ~i au 0 duritate H RC=,60 . ..62.

Particularitateaacesteitransmisiiprogresiveconstain faptul ca in-carcareaspecifica,datoritanumaruluimarede suprafetede frecare,estefoartemica!?icaataredu.rabiilitateaei estemare.

Transmisiileprogresivecu suprafetede frecaremultipleau fost ex-perimentatJecu succesin Anglia ~iR. F. a Germanieila uneleautoca-mioane!?iautobuze.

In figura 3.112estereprezentatatransmisiaprogresivacu suprafetede frecaremultipleFT-3 NAMI, avind douaserii de discuri3 !?i7. Va-riatia coeficentuluide transformalrese obtineprin modificareaexcentri-citatii dintre alxelearborilor cu ajutorul cuplajului 6, a~ionatde pir-ghia 5, legatade dispozitivuiJ.automatde.comanda.Arcurile 1, 2 !?i4creeazanumai 0 apasarepre8'labilaintre supraetelede frecalre,for~principalade apasarefiind produsade mecanismeelicoidalecu unghiurideinclinarede45-48.

Transmisiiprogresiveeu frietiuneeu elementeelastice.Cutiile pro-gresivecu elementeelasticepot .fi utilizatecu rezultatesatisfacatoarepeautoturismede capacitatecilindricamica.Duratade functionarea aces-tor transmisiiestelimitatade elementeJeelasticecarese uzeazadestulderepede...~In figural3.113se il'eprezintaschemacinematicaa transmisieicon-

tinue automatecu frictiune cu elementeelastice(Variomatic)utilizatala autoturismeleDAF, echipatecu motoaxeavind capacitateacilindricade 590,750~i844cm3!?i0 puteremaximade 16,19~irespectiv24kW.De 1amotor,putereaestetransmisa,printr-un ambreiajcentrifug,1aunarborecardanic,caireeste1egatde arbore1e1 301rotii conice2. Mufa 4,montatape cane-1urilearborellui17,serve!?tela cup1arearotHor3 sau 3'cu a'l'borele,in functiediesensu1demersal automobilului.Comandamu-fei se face de catreconducatorulauto prin intermediulunui mecanism

249

250

de actionare mecanic. Pearborele 17 sint montatediscurile conice fixe 5 !?imobile 6, impreuna cu ca-merele vacuumatice8 (so-lidare cu discurile conicemobile 6), legate de ga-leria de admisie a moto-ru1ui. Tot pe arborele 17se afla I?i pistoanele va-cuumatice10,care servesedrept supart contragreu-tatil'Or 7. Semiarborii 11,care sint in legatura C'..1rotile motoare 15 prin in-termediul angrenajului ci-lindric 14, sint prevazuticu discurile conice 12 !?i16. Transmiterea mi!?cariide 1a arborele 17 1asemi-arborii 11 se face prin in-termediul cure1e10rtrape-zoidale 18. Discurile co-nice 5 !?i6 formeazi'iroat3

* conducatoarea cure1ei,iaria discurileconice12 !?i.161';. roata condusa. Modifica-;;; rea raportuluide trans-

mitere se face in modautomat. Contragreutatile7 fac ca diametrul decontact al curelei trape-zoidale sa depinda de vi-teza automobilului. Varia-tia raportului de trans-mitere in raport cusarcina motorului se ob-tine prin 1egatura careexista intre galeria deadmisie !?i camera 8 C'lpistonul 10.

Cind turatia rotii con-ducatoare este redusa,fortele centrifuge ale con-tragreutatilor 7, care cau-ta sa apropie discurile co-nice 5 !?i 6 sint mici, iardiscul conic 6 se gase1?tedepartat de discul 5 ast-fe1 incit cureaua trapezoi-dala face contartul pe ra-za minima a rotii con-

>CO.~VJ'"

TFig. 3.113.Sohemacinematiciia transmisieicontinuecu fric-throeVariomatic.

duditoare. In acela!?itimp, discul.conic 16 este fOI1;atde arcul 13 sa ocupeo pozitie cit mai apropiata de discul conic 12. In felul acestarezulta ra-portul de transmitere maxim al transmisei. Pe masura cre~teriituratieiarborelui 17,sub efectul fortelor centrifuge, contragreutatile7 deplaseazadiscul conic exterior 6 ditre eel interior, marind prin aceastaprogresivraza de lucru a curelei. In acela~1timp, discul conic 16 comprima arcul13, departindu-se de discul 12. In feI'lll acesta, raportul de transmiterese mic~oreazacontinuu. La reducerea vitezei automobilului, fenomenelesepetreeinvel's.

Pozitia discului conic 6 (cu depl.asareaxiala) impreuna cu cameravacuumatica8, fata diepistonul 10,este determinatanu numai de contra-greutatile 7 ci ~ide depresiuneacreata in galleriade admisie a motoru-lui, prin intermediul racordului f'lexibil 19. La mic~orareasarcinii, cinddepresiunea din galeria de admisie cre~te,discul conic 6 este deplasatspre discul conic 5 ~iinvers.

Din cele prezentate rezulta ca pozitia discuriJor conice 5 ~i 6 de-pinde de urmatoareleforte, care actioneazaasupra discului mobH 6:

- forta centrifuga a contragreutatilor7;- forta d'atoratadepresiunii din galeriade admisie;- forta creata de actiunea cureiJ.eitrapezoidale, care depinde de

momentulrezistent la rotile motoare.Prin urmare, marimea diametrului de luoru a1discurillor conice mo-

toare variaza in functie de viteza de deplasalrea automobilului, de ma-rimea rezistentelor la inaintare ~ide sarcina motoI'ului.

Gama de variatie a raportului de transmitereasiguratade transmisiaVariomatic DAF are valoaTeade 4,55~CU!I'elele1Jrapezoidalese inlocuiescdupa 80000 km parcur1?i.Transmisia Valriomatic DAF are gabarit reclus~ifunctioneazafaTa zgomot.

251

11

a

Fig. 3.1114.T.ransmisiecontinua cu frictiune Variomatic:a - sectlune; b - vedere generalA; 1 - pinion conic; 2 - disc conicmobil (cu deplasare axialA); 3 - contragreutate; 4 - axul contragreu-tAtli; 5 - camerAvacuumaticA;6 - pistonulcamerelvacuumatlce;7 -disc conic fix pe arbore; 8 III 9 - rotl dintate conice; 10 - man~on de

cuplare; 11 - arbore conduc!ltor.In figura 3.114,a estereprezentata0 sectiuneprin parteaconduca-

toarea transmisieiJ,rariomatic,i8!I"in figura 3.114,b vedereagenerala.In figura 3.115estereprezenta'tsistemulde reglareprin depresiune

al rraportuluide transmitere.In cazulin carepedalade acceleratie6 ocupapozitia7 corespunza-

toare mersuluiin gol, atuncisertaTulde comutare21 va fi d'eplasatinpozitiaextremastingal.Prin orificiu1de aerisire20,cameraexterioaraacilin.drului14estepusain legaturacu atmosfera.

Dacaventih.rl.de mina 4 ~iventilulde frina 2 se g'asescla extremi-tateadin stinga,camerainterioa'l"a16este,de asemenea,in legat1.1racuatmosferaprin orificiul 3. In cazulin carearborele10nu se;rote~te,con-trag,reutatile12nu au nici un efect,iar cureauatrapezoidala17se a~aza1adiametruJIminimposibilal discurilorconice.In aceastasituatie,rapor-tul detransmiterearevaloareamaxima.

252

Fig. 3.115.Sistemul de reglaa-e prin depresiunealtransmisiei continue Variomatic:

1 - legAtura cu circu1tul de trinare; 2 - ventU de fI1nA;3 - legAturA cu atmosfera; 4 - ventU de minA; 5 l;1i9 -conducte de depresiune; 6 - pedalA de acceleratie; 7 -mers in gol; 8 - admisie pllnA; 10 - arbore; 11 - discconic fix; 12 - contragreutate; 13 - cillndru vacuumatic;14 - camerA exterioarA de vacuum; 15 - membranA;16 - camerA interioarA de vacuum; 17 - curea trapezoi-dalA;18- supapAderetinere;19- rezervorvacuumatic;20 - legAturA cu atmosfera; 21 - sertar de comutare;

22 - clapetA de acceleratie; 23 - galerie de admlsle.La accelerare,ambreiaju[centrifugal transmisieiintra in functiune,

ia

r3 4c{---~//

/ /

Fig. 3..l1i6.Schematransmisieiprogresiveprin impul-suri De La.veau.

La apascureapedalei diefrina, presiuneadin sistemul de frina actio-neazaasupra partii din stinga a sertarului 2 !ji-l deplaseazaspre dreapta;in felul acestase inchide din nou orificiut 3, iar conducta 5 se leaga cucompartimentull6.

Pedalal de acceleratie,la frinare sau 1a coborirea unei pante, ocup8.pozitia 7 corespunzatoaremersului in gol, astfel incH compartimentul 14este in legatura cu atmosfera.Rezulta ca depresiuneadin galeria de ad-misie va lucra in ambelecazuri in senscontrar efectului contragreutatHor!ji va realizeiun raport de transmiteremai mare.

3.4.2.Transmisii progresiveprin iml>ulsuri

Transmisiiprogresiveprin impulsuris-au utilizat pe uneleautotu-rismedemic litraj !jimai alespe unelemodeleexperimentale.

In figura3.116estereprezentatatransmisiaprogresivaprin impulsuriDe Laveau.Pe arboreleprimar 1, actionatde motorcu momentuJ.Ml.'estefixat discul .6, cu ajutorul boltului 5. Discul esteinclinat cu un-ghiul ocfatade vertica1a!jieste.legatprin crouatije debuc!jeleculisante2,indepartateunade altaprintr-unarc.Parteaperifericaa discului6 intrain taieturacircularaa !jaibei4, legataprin bielele7 de :I'oata9. $aiba4estemontataprin rolele 3 in carcasa10.Roata 9 estemontatape ar-borele8,pecare-lpunein mi!jcare,printr-uncuplajtip :roamlibera.

La rotireaarboreluiconducator1 !ji a discului6, !jaiba4 oscileaza,transmitind,prin bielele7, impulsurirotii 9. In functiede rezistentele1ainaintareaalutomobiluluitransmisela arborelesecundar,se schimbain mod automatunghiul ocde inclinare a !jaibei,ca urma'l'ea arculuireactiv.Odata eu mic!jorareaunghiului oc,momentulla arborelecon-dusM2cre!jte!ji invers.

Transmisiileprogresiveprin impulsurinu s-auraspinditin construc-tia de automobiledatoritacomplexitatiilo.r constructive,zgomotului!jiuzurii rapidea partilorcomponente.

254

4TransmisialongitudinaUi

4.1. Rolul, conditiileimpuse~iclasificareatransmisiilol'cardaniceutilizatela automobile

T'raI'..smisiacardanicaare ~olulde a transmite un moment,faraamplificare, intre diferite argane al~ automobilului, a caror pozitie rela-tiva este, in genera[, variabHa. Transmisiile caxdanicese compun din-tr-un ansamblu de organe (a

j. 4.2. Rolul, compunerea!?icIasificareatransmisiilorlongitudinale

Transmisialongitudinalaare rO'lulde a transmitemomentulmotorde la cutiade vitezelaltransmisiaprincipalain cazulautomobilelor01'-ganizatedupasoiutiac1asica,precum!?ide liacutiade vitezela reducto-rul-distribuitor!?ide la acestaJa punti1lemotoare,!?iintre punti,in cazulautomobilelorcu mai multepunti motoare.Rezulta,deci,ca transmisialongitudinalaasiguratransmitereamomentuluimotor intre diferite an-sambluriale transmisieiautomobilului,a carol'pozitie relativaeste,ingeneral,variabHa.Cutia de viteze5 (fig. 4.1)estemontaItape cadrul6,iar transmisiaprincipaIaimpreunacu punteamotoareeste legatadecadru prin intermediularcU'rilor7. In acela!?itimp, axa geometrica aarboreluisecundatt-4 a:lcutieide vitezeestea!?ezatasubun antrinitunghiin raportcu axa geometricaa arboreluiconductor8 al transmisieiprin~cipale,unghi care variazain timpul deplasariiautomobilului,deoarecevariazadistantadintre cei doi 8lI'boriin functiede sarcinauti,la,rigidi-tateasuspensiei!?idenivelarileckumului.De aceea,pentrua transmitemomentulmotorde la un arbore la altul, careau axelegeometrice,dis-pusesub un unghivariabil 'Y,se folose!?tetraiIlsmisialongitudinalacom-pusadin articulatiilecardanice1 !?i2, arborelelongitudinal3 !?icuplajuldecompensareaxiala9.

Clasificareatransmisiilorlongitudinalese poatefacedupamadmultecriterii:

- dupa legeade transmite.rea mi!?carii,tI'ansmisiilelongitudinalepot fi: asincrone !?isincrone. La transmisiHeasincrone,raportul de trans-mitere este 0 ma'l'imeperiodica, avind valloareamedie egala cu unu; lacele sincrone, Iraportul de transmitereeste constant!?iegal cu unu;

- din punct dievedere constructiv, transmisiile longitudinale pot fideschisesau inchise.TransmisiHelongitudinaleinchisesint dispusein-tr-un tubcentral;

- dupa numarul de articulatii cardanice,se deosebesctransmisiimonocardanice,bicardalnice,tricardaniceetc.

In figura4.2se prezintaschemelediverselor transmisiiJongitudinaleutilizatela automobilele4X 2.Solutiacu tub central(fig.4.2,a) utilizeazao singuraarticulatiecardanica.Transmiterea:fortelor!?ia momentelordela rotile motoarela cadrulautomobiluluisef.aceprin intermediultubuluicentral(trompeicardanice)4, in interiorulcaruiase aflaarborelelongi-tudinal2. In cazUlltransmisieilongitudlinaledeschise,sint utilizatedoua

Fig. 4.1. COIDjpunereatransmisiei longitudinale.

256

articu1atiicardanice 1 (fig. 4.2,b), montate1a capatu1arbore-lui longitudinal. Deoarece, intimpul deplasarii automobilului,distantadintre cele doua arti-cu1atiicardaniceeste variabiUi,transmisia longitudinala este f?/Ipreviizutacu un cuplajdecom- '0pensareaxiaHi5. In cazulauto-mobilelorcu ampatamentmare,pentrua mari rigiditateaarbo- .Crelui longitudinal ~i pentru a-imic!?ora tendinta de vibrare,transmisia longitudinaHi estepreviizutii cu un arbore prin- dcipa12 ~i unu1 sau doi arboriintermediari 3 (fig. 4.2, c !?id),care au un suport intermediar Fig. 4.2.Schemede transmisiilongitudinale6, fixat pe cadrul automobi- utili!Zatela automobile-Ie4X2.lu1ui.

In figura 4.3 se reprezinta schematransmisiei longitudina1eutilizatiila automobilele 4X 4, in figural 4.4 scheme de transmisii longitudinaleutilizate 1aautomobilele6X 4, iar in figura 4.5 schemede transmisii lon-gitudinale utilizate la automobHele6X 6.

4.3. Cinematicatransmisieilongitudinale

4.3.1.Cinematicaarticulatieicardanice

In figura 4.6,a estereprezentataschemaunei articu1atiicardanice1acarearborele1 esteconducator,iar arborele2 condusfiiformeazacuprimulunghiul'Y.In timpul rotatiei,puncteleAA' ale furcii arborelui1

Fig. 4.3. Sdhematransmisiei longitudinale Ia automobilele4X.4:1 - arbore longitudinal intermedlar; 2 - arborele longitudinal al puntU din spate; 3 - ar-borele longitudinal al puntU din fatA; 4 - artlculatil cardanlce: 5 - reductor-dlstribultor.17- Calculul ~Iconstructiaautomobilelor 257

5 2 51

5 6 5 2 5 5 5 3

(f)

5 6 5 !; 5 5

Fig. 4.4.Schemede transmisii longitudinaleutilizate la automobilele6X4:1 - cutlede v!teze;2 - reductor-dlstr1bultor;3 ~!4 - puntlmotoare;5 - artlculatl1cardanlce;6 _ arbor!longitudinal!.

-. ~., ~-.

Din rela'tia (4.1) rez.ultadi, la 0 rotire uniforma a arborelui condu-cator 1, arborele condus 2 se ro~te neuniform !li aceastaneuniformitateeste cu atit mai mare, cu cit unghiul 'Y dintre cei doi arbori este maimare. Asincronismul mi!lcarii furcilor articulatiei cardanicepoate fi apre-ciat prin deplasaJreaunghiulara relativa a furcilor ex-~ (decalajul un-ghiular). In figura 4.6, b este reprezentata dependentadecalajului un-ghiular (ex-~) in functie de unghiul expentru diferite valori ale unghiu-lui 'Y. Din figura rezulta ca, la 0 rotatie completaa arborelui conducator(ex=O...360"), arborele condus ramine in urma de doua ori !li intrecetot de doua ori arborele conducator. De asemenea,asincronismul mil?-earii este cu atit mai mare cu cit unghiul 'Y dintre eei doi arbori estemai mare.

Legatura dintre vitezele unghiulare (,)1!li (,)2ale celor doi arbori sepoate obtine prin diferentierea relatiei (4.1),eonsiderind unghiul 'Y con-stant:

d ex. .-!L cos'Y.-= 'r.>.cosoex. cos t"

(4.2)

Prin impartireaambelorparti ale eeuatieicu dt !li tinind seamacadr:i!dt=(,)1tiar d~/dt=(,)2':rezulta:

(4.3)(,)1 cosoex..cosr

Dacase considerarelatiatrigonometricacos2ex=1/(1+tg2 ex)in carese inlocuie!lte din relatia (4.1) tg ~=tg ex/cos'Y,.rezultadupa transformari:

COSOY

cos2 ~=cos1r+tg'(3 (4.4)

Inlocuind in relatia (4.3)pe cos2~dat de relatia (4.4)!li tinind seamaea tg2excos2ex=sin2ex,se obtine:

(,)2= cosy(,), sin'ex.+cos'ex.cosoy

(4.5)

Valoarea maxima a raportului (,)2 se obtine pentru ex=O,31:,231:...,(,)1

rezultind

(4.6)

(,)8Raportul I

. . v t11 3 11

It'

dare vaoareamInIma,penru ex= - ,- ..., rezu In :2 2

((,)8

) . =cos 'Y.(,), mm (4.7)Limita maxima !li limita minima a raportului (,)8 sint cu aUt mai

(,)1

apropiateUna de alta, cu cit unghiul 'Y dintre cei doi arbori este mai mic.

260

(ot-.,6)roJ (ot-fi){o)32

1

o-1-2-3

-25-20-15-10-5a 5 '0 1520~{oJ a 30 60 90 120150(/.{o)a b

Fi!g.4.9.Varia~iadacalajului unghiular al transmisiei longitu-dinale bicardanice, in func~iede unghiurile de inclinare ale

arborilor ~i de pozi~iafurcilor arborelui JongHudinal.

Din relatia (4.11)rezultaca transmisiabicardanididevinesincronadaca"{t==I"{2'

In cazulin careunghiul"{1estediferit de unghiul "{2'decalajulun-ghiular IX-~ dintre aJI'borii 1 ~i 3 variaza in functie de unghiurile deinclinare dintre arborele longitudinal ~i arborele conducator ~i condus,conform figurii 4.9, a. Din figura rezulta ca decalajul unghiular (IX-~)estemaxim pentru 'Y2=O~iare valoareazero cind '''{1=''{2'

Trebuie subliniat faptul ca, ~i in cazul in care "{1="{2,arborele lon-gitudinal 3 se va roti cu 0 viteza unghiulara variabila, daca furcile 4~i 5, montate la extremitaple arborelui longitudinal, nu sint in acela~iplan ci fac intre ele un unghi