Cutia de viteze - rolul si destinatia cutiei de viteze, C erinte si conditii impuse cutiei de viteze, clasificare

Rolul si destinatia cutiei de viteze

Rezistentele la inaintarea automobilului variaza mult in functie de conditiile de deplasare si corespunzator acestora trebuie modificata si forta de tractiune.

Cutia de viteze face parte din transmisia autovehiculului avand drept scop:

sa permita modificarea fortei de tractiune in functie de variatia rezistentelor la inaintare;

sa permita deplasarea automobilului cu viteze reduse ce nu pot fi asigurate de catre motorul cu ardere interna, care are turatia minima stabila relativ mare;

sa permita mersul inapoi al automobilului fara a inversa sensul de rotatie al motorului;

sa realizeze intreruperea indelungata a legaturii dintre motor si restul transmisiei in cazul in care automobilul sta pe loc, cu motorul in functiune.

Motoarele cu ardere interna cu piston prezinta particularitatea ca puterea pe care o dezvolta nu poate fi folosita practic decat intre doua turatii extreme, mai mult sau mai putin apropiate, insa bine determinate pentru fiecare caz in parte. Ar fi avantajos ca motorul sa functioneze in permanenta la un regim apropiat de cel al puterii maxime, la care si consumul de combustibil este redus. In cazul unei asemenea functionari momentul motor ar fi constant. In schimb momentul rezistent care se opune inaintarii autovehiculului variaza continuu, avand valori mari la pornirea din loc si la urcarea pantelor si valori scazute la deplasarea pe drumuri orizontale bune cu viteze constante, la coborarea pantelor etc.

Necesitatea utilizarii cutiei de viteze rezulta si din analiza bilantului de puteri la rotile autovehiculului.

Conditiile de mers impun ca raportul dintre turatia rotilor motoare si turatia motorului sa varieze continuu, astfel ca la o variatie cat de mica a momentului rezistent sa corespunda o variatie inversa a raportului celor doua turatii. Aceasta ar insemna ca ideal ar fi sa se dispuna de o cutie de viteze cu un numar infinit de rapoarte de transmitere.

In prezent, in majoritatea cazurilor, se utilizeaza cutii de viteze cu un numar limitat de trepte, din cauza complicatiilor constructive.

1.2. Cerinte si conditii impuse cutiei de viteze

Cutia de viteze trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

sa asigure autovehiculului cele mai bune calitati dinamice si economice;

actionare simpla si comoda;

functionare silentioasa;

constructie simpla;

randament ridicat;

siguranta in functionare;

fiabilitate ridicata;

greutate mica;

gabarit redus;

intretinere usoara.

Calitatile dinamice si economice ale autovehiculului depind de alegerea corecta a numarului de trepte si a rapoartelor de transmitere ale cutiei de viteze.

Marirea numarului de trepte da posibilitatea motorului sa lucreze in regimuri mai apropiate de cele optime ca putere si economicitate. Dar odata cu cresterea numarului de trepte se complica constructia cutiei de viteze, se ingreuneaza actionarea, greutatea se mareste, iar gabaritul creste.

Actionarea simpla si comoda este legata de schema constructiva a cutiei, de modul de schimbare a treptelor si de constructia mecanismului de actionare.

Functionarea silentioasa a cutiei depinde in mare masura de tipul pinioanelor care se utilizeaza.

Fiabilitatea ridicata se asigura printr-o dimensionare corecta a pieselor componente si prin alegerea materialului si a tratamentului termic corespunzator.

1.3. Clasificarea cutiilor de viteze

Cutiile de viteze utilizate la autovehicule se clasifica dupa modul de variatie a raportului de transmitere si dupa modul de schimbare a treptelor de viteza.

Dupa modul de variatie a raportului de transmitere, cutiile de viteze pot fi:

cu trepte (cu etaje) la care variatia raportului de transmitere este discontinua;

fara trepte (continue sau progresive), care asigura intre anumite limite o variatie continua a raportului de transmitere;

combinate, care reprezinta o asociere intre o cutie de viteze progresiva si una in trepte.

Cutiile de viteze in trepte se clasifica in functie de pozitia axelor arborilor si dupa numarul treptelor pentru mersul inainte.

Dupa pozitia axelor arborilor, in timpul functionarii, cutiile de viteze in trepte pot fi:

cu axe fixe (simple), la care arborii au axa geometrica fixa;

planetare, la care axele arborilor executa o miscare de revolutie in jurul unui ax central.

Dupa numarul treptelor de viteza, cutiile de viteze pot fi cu trei, patru, cinci sau mai multe trepte.

Cutiile de viteze fara trepte se clasifica dupa principiul de transformare a momentului in:

mecanice, de tipul cu frictiune si cu impulsuri;

hidraulice, de tipul hidrodinamice sau hidrostatice;

electrice.

Cutiile de viteze combinate reprezinta in general o asociere intre un hidrotransformator si o cutie de viteze in trepte, de obicei planetara.

Dupa modul de schimbare a treptelor de viteza, cutiile de viteze pot fi:

cu actionare directa, la care schimbarea treptelor se face in general manual sau cu ajutorul unui servomecanism.;

cu actionare semiautomata, la care numarul de operatii necesare la trecerea in treapta urmatoare se reduce (stabilirea treptei de viteza se face de catre conducator, dar schimbarea se efectueaza de catre un servomecanism);

cu actionare automata, la care schimbarea treptelor se face in mod automat, in functie de conditiile de mers, asigurand automobilului regimul optim de miscare in ce priveste calitatile dinamice sau economice.

Partile componente ale unei cutii de viteze sunt urmatoarele (fig 1.1.):

mecanismul reductor (cutia de viteze propriu-zisa) (1) ;

sistemul de actionare (2) ;

dispozitivul de fixare a treptelor (3) ;

dispozitivul de zavorare a treptelor (4) .

Mecanismul reductor constituie partea principala a cutiei de viteze si serveste la modificarea momentului motor. Se compune din doi sau trei arbori pe care se afla montate mai multe perechi de roti dintate (cu ajutorul carora se transmite miscarea intre arbori) si dintr-un carter. Dispozitivul de fixare nu permite trecerea dintr-o treapta in alta sau in pozitia neutra, decat la interventia conducatorului, iar dispozitivul de zavorare nu permite cuplarea simultana a mai multor trepte.

Fig.1.1. Mecanismul reductor ( 1-volanta , 2-placa de presiune , 3-arbore cotit , 4-tija de actionare ambreiaj , 5- rulment de presiune , 6-parghie )

Eseu: Zugraveli si vopsitorii - lucrari care trebuie terminate inainte de inceperea zugravelilor si vopsitoriilor Eseu: Descriere folii de polietilena

Fig.1.1.1. Arborele de intrare al cutiei de viteze

Fig.1.1.2. Arborele de iesire al cutiei de viteze

Fig.1.2. Mecanismul de actionare

Fig.1.2.1. Mecanismul de actionare (detaliu)

Fig.1.2.2. Mecanismul de actionare

Fig.1.3. Mecanismul de fixare

1.4. Solutii constructive de cuplare a treptelor

Cuplarea treptelor la cutiile de viteze se poate obtine prin roti dintate cu deplasare axiala, prin roti dintate cu angrenare permanenta si mufe de cuplare.

Cuplarea treptelor cu roti dintate cu angrenare permanenta si mufe de cuplare poate fi:

cu mufe de cuplare simple;

cu mufe de cuplare cu dispozitiv de sincronizare (sincronizatoare);

cu mufe de cuplare cu dispozitiv tip roata libera.

1.4.1.Cuplarea treptelor prin roti dintate cu deplasare axiala

Din cauza vitezelor tangentiale diferite ale rotilor ce urmeaza sa angreneze, prezinta urmatoarele dezavantaje:

uzura rapida a dintilor rotilor pe partea frontala si degradarea prematura;

zgomot si socuri de cuplare;

dificultati pentru conducator la schimbarea treptelor de viteze;

Solutia de cuplare a treptelor prin roti dintate cu deplasare axiala se utilizeaza la treptele inferioare ale cutiilor de viteze de la autocamioane precum si pentru obtinerea treptei de mers inapoi, datorita simplitatii si a costului redus.

Fig.1.4. Roata dintata cu deplasare axiala.

1.4.2.Cuplarea treptelor cu sincronizatoare

Sincronizatoarele sunt mecanisme cu ajutorul carora se realizeaza egalizarea vitezelor unghiulare ale arborelui si rotii dintate inainte de solidarizarea la rotatie a lor, permitand o schimbare rapida si fara soc a treptelor, indiferent de indemanarea conducatorului.

Clasificarea sincronizatoarelor se face dupa forma suprafetelor de frecare si dupa principiul de functionare.

Dupa forma suprafetelor de frecare sincronizatoarele pot fi:

sincronizatoare cu conuri;

sincronizatoare cu discuri .

Dupa principiul de functionare sincronizatoarele pot fi:

sincronizatoare cu presiune constanta sau simple;

sincronizatoare cu inertie sau cu blocare.

Fig.1.5. Sincronizator cu blocare cu con exterior (1-roata dintata, 2-inel sincron, 3-arc, 4-elemente de blocare, 5-butuc, 6-manson)

Fig.1.6. Sistemul de blocare al sincronului (4-elemente de blocare, 5-butuc, 6-manson)

Fig.1.7. Inel sincron cu franare tripla

1.5. Tipuri constructive de cutii de viteze

Fig.1.8. Cutie de viteze pentru autoturisme organizate dupa solutia clasica

Fig.1.9. Cutie de viteze pentru motoare asezate longitudinal

Fig.1.11. Cutie de viteze pentru motoare asezate transversal

1.6. Circuitul de putere al cutiei de viteze

Fig.1.13. Modul de selectare a treptei de viteze

Fig.1.14. Marsarierul si treapta intai de viteza

Fig.1.15. Treapta a doua de viteza

Fig.1.16. Treapta a treia de viteza

Fig.1.17. Treapta a patra de viteza

Fig1.18. Treapta a cincea de viteza