Tipi di connessioni di accoppiamento
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Un giunto è un dispositivo speciale (elemento del veicolo) che collega le estremità degli alberi e le parti mobili su di essi. L'essenza di tale connessione è trasferire l'energia meccanica senza perdere la sua grandezza. Allo stesso tempo, a seconda dello scopo e del design, i giunti possono anche collegare due alberi che si trovano molto vicini l'uno all'altro.
Il ruolo dei giunti di accoppiamento nel funzionamento di un'auto non può essere sopravvalutato: sono progettati per rimuovere carichi elevati dai meccanismi, regolare l'andamento degli alberi, garantire la separazione e il collegamento degli alberi durante il funzionamento, ecc.
Classificazione di accoppiamento
I tipi più popolari di giunti nell'industria automobilistica sono standardizzati oggi, tuttavia, esistono numerosi dispositivi che verranno realizzati in base a misurazioni individuali per ogni particolare marca di auto. In considerazione dello scopo principale della frizione (trasmissione della coppia senza modificarne il valore), esistono diversi tipi principali di dispositivi:
- secondo il principio di controllabilità - non gestito (permanente, statico) e autogestito (automatico);
- per gruppi e funzioni diverse nell'auto - rigido (questi includono giunti a manicotto, flangia e a spirale longitudinale);
- per regolare l'angolo di connessione tra due alberi coassiali si utilizzano giunti articolati (le loro tipologie principali sono ad ingranaggi ea catena);
- in base alle possibilità di compensazione dei carichi durante la guida (utilizzando un meccanismo a stella, un dito della manica ed elementi con guscio);
- per la natura della connessione/separazione di due alberi (camma, disco a camme, attrito e centrifugo);
- completamente automatico, cioè controllato indipendentemente dalle azioni del conducente (inerzia, centrifuga e sicurezza);
- sull'uso di forze dinamiche (elettromagnetiche e semplicemente magnetiche).
Descrizione di ogni articolo
Per una considerazione più dettagliata delle funzioni e della struttura di ciascuna delle connessioni di accoppiamento, viene offerta la seguente descrizione.
Non gestito
Si caratterizzano per la loro posizione statica e il design semplice. È possibile eseguire varie impostazioni e regolazioni nel loro lavoro solo in un servizio di auto specializzato con arresto completo del motore.
L'accoppiamento cieco è una connessione completamente statica e chiaramente fissa tra gli alberi. L'installazione di questo tipo di giunto richiede un centraggio particolarmente preciso, poiché se viene commesso almeno un piccolo errore, il funzionamento degli alberi sarà interrotto o in linea di principio impossibile.
Il tipo di accoppiamento a manicotto è considerato il più semplice di tutti i tipi di accoppiamenti sordi. Questo elemento è costituito da una boccola dotata di perni. L'uso dei giunti a manicotto si è pienamente giustificato su veicoli il cui funzionamento non implica carichi pesanti (berline di tipo urbano). Tradizionalmente, i giunti a manicotto cieco sono installati su alberi di piccolo diametro, non superiore a 70 mm.
L'accoppiamento a flangia è considerato oggi uno degli elementi di collegamento più comuni nelle auto di ogni tipo. È costituito da due metà di accoppiamento di uguali dimensioni, che sono imbullonate l'una all'altra.
Questo tipo di giunto è progettato per collegare due alberi con una sezione trasversale di 200 mm. Grazie alle loro dimensioni ridotte e al design semplificato, i giunti flangiati consentono di utilizzarli sia su auto economiche che su auto di lusso.
La versione di compensazione dei giunti (giunto rigido) è progettata per allineare tutti i tipi di alloggi dell'albero. Qualunque sia l'asse lungo il quale si muove l'albero, tutte le carenze dell'installazione o della guida del veicolo verranno appianate. Grazie al lavoro delle frizioni di compensazione, il carico viene ridotto sia sugli alberi stessi che sui cuscinetti assiali, il che garantisce una lunga durata dei meccanismi e del veicolo nel suo insieme.
Lo svantaggio principale nel funzionamento di questo tipo di frizione è che non vi è alcun elemento che possa mitigare gli urti stradali.
La frizione a disco a camme ha la seguente struttura: contiene due semigiunti e un disco di collegamento, che si trova tra di loro. Eseguendo il suo lavoro, il disco si muove lungo i fori praticati nei semigiunti e quindi regola il funzionamento degli alberi coassiali. Naturalmente, l'attrito del disco sarà accompagnato da una rapida usura. Pertanto, sono necessari una lubrificazione programmata delle superfici della frizione e uno stile di guida dolce e non aggressivo. Inoltre, per prolungare la vita di servizio, le frizioni a disco a camme sono oggi realizzate con le leghe di acciaio più resistenti all'usura.
La struttura del giunto a ingranaggi è determinata da due semigiunti, che hanno denti speciali sulla loro superficie. Inoltre, i semigiunti sono dotati anche di una clip con denti interni. Pertanto, il giunto a ingranaggi può trasmettere la coppia a più denti di lavoro contemporaneamente, il che garantisce anche una maggiore capacità di carico. Per la sua struttura, questo giunto ha dimensioni molto ridotte, il che lo rende richiesto in auto di ogni tipo.
Gli elementi per giunti ad ingranaggi sono realizzati con acciai saturi di carbonio. Prima dell'installazione, gli elementi devono essere sottoposti a trattamento termico.
I giunti elastici di compensazione, a differenza dei giunti rigidi di compensazione, non solo correggono l'allineamento degli alberi, ma riducono anche la forza di carico che appare quando si cambia marcia.
L'accoppiamento manicotto e perno è costituito da due metà dell'accoppiamento, collegate tra loro da dita. All'estremità delle dita vengono poste punte in materiale plastico per ridurre la forza del carico e ammorbidirla. Allo stesso tempo, lo spessore delle punte stesse (o delle boccole) è relativamente piccolo e quindi anche l'effetto elastico non è eccezionale.
Questi dispositivi di accoppiamento sono ampiamente utilizzati nei complessi di unità di propulsione elettrica.
L'uso di una frizione con molle a serpente implica la trasmissione di una coppia elevata. Strutturalmente si tratta di due semigiunti, dotati di denti di forma unica. Tra le metà dell'accoppiamento ci sono molle a forma di serpente. In questo caso, la frizione è montata in una coppa che, in primo luogo, salva il posto di lavoro di ciascuna delle molle e, in secondo luogo, svolge la funzione di fornire lubrificante agli elementi del meccanismo.
La frizione è più costosa da produrre, ma le sue prestazioni di lunga durata rendono questo tipo di meccanismo adatto alle auto premium.
Controllata
La principale differenza rispetto a quelli non controllati è che è possibile chiudere e aprire alberi coassiali senza interrompere il funzionamento dell'unità di propulsione. Per questo motivo, i tipi controllati di giunti richiedono un approccio estremamente attento alla loro installazione e all'allineamento delle disposizioni dell'albero.
La frizione a camme è costituita da due semigiunti che sono in contatto tra loro con speciali sporgenze - camme. Il principio di funzionamento di tali giunti è che, una volta acceso, un semigiunto con le sue sporgenze entra rigidamente nelle cavità dell'altro. Pertanto, si ottiene una connessione affidabile tra di loro.
Il funzionamento della frizione a camme è accompagnato da un aumento del rumore e persino da urti, motivo per cui è consuetudine utilizzare sincronizzatori nel design. A causa della suscettibilità alla rapida usura, i giunti si dimezzano e le loro camme sono realizzate con acciai resistenti e quindi temprati a fuoco.
I giunti ad attrito funzionano secondo il principio della trasmissione della coppia dovuta alla forza derivante dall'attrito tra le superfici degli elementi. All'inizio dell'attività lavorativa, si verifica lo slittamento tra i semigiunti, ovvero si garantisce un'accensione regolare del dispositivo. L'attrito nelle frizioni ad attrito è ottenuto dal contatto di diverse coppie di dischi, che si trovano tra due semigiunti di uguali dimensioni.
autogestito
Questo è un tipo di accoppiamento automatico che esegue più attività in una macchina contemporaneamente. In primo luogo, limita l'entità dei carichi. In secondo luogo, trasferisce il carico solo in una direzione rigorosamente specificata. In terzo luogo, si accendono o si spengono a una certa velocità.
Un tipo di frizione autocontrollata di uso frequente è considerata una frizione di sicurezza. È incluso nel lavoro nel momento in cui i carichi iniziano a superare un valore impostato dal produttore della macchina.
Le frizioni di tipo centrifugo sono installate sui veicoli per capacità di avviamento graduale. Ciò consente all'unità di propulsione di sviluppare la velocità massima più velocemente.
Ma le frizioni unidirezionali, al contrario, trasferiscono la coppia solo in una determinata direzione. Ciò consente di aumentare la velocità dell'auto e ottimizzare le prestazioni dei suoi sistemi.
I principali tipi di giunti utilizzati oggi
L'accoppiamento Haldex è piuttosto popolare nel mercato automobilistico. La prima generazione di questa frizione per veicoli a trazione integrale è stata lanciata nel 1998. La frizione era bloccata solo sull'asse motore anteriore al momento dello slittamento delle ruote. Fu per questo motivo che Haldex ricevette molte recensioni negative in quel momento, poiché il lavoro di questa frizione non ti permetteva di controllare delicatamente l'auto durante le derapate o le scivolate.
Dal 2002 è stato rilasciato un modello Haldex di seconda generazione migliorato, dal 2004 - il terzo, dal 2007 - il quarto e dal 2012 è stata rilasciata l'ultima generazione di quinta. Ad oggi il giunto Haldex può essere installato sia sull'asse anteriore che su quello posteriore. Guidare un'auto è diventato molto più conveniente grazie sia alle caratteristiche di progettazione della frizione che a miglioramenti innovativi come una pompa costantemente in funzione o una frizione controllata dall'idraulica o dall'elettricità.
I giunti di questo tipo sono utilizzati attivamente sulle auto Volkswagen.
Tuttavia, le frizioni Torsen sono considerate più comuni (installate su Skoda, Volvo, Kia e altri). Questa frizione è stata sviluppata da ingegneri americani appositamente per i dispositivi differenziali a slittamento limitato. Il modo di lavorare di Torsen è molto semplice: non equalizza l'erogazione di coppia alle ruote che slittano, ma semplicemente reindirizza l'energia meccanica alla ruota che ha una presa più affidabile sul fondo stradale.
Il vantaggio dei dispositivi differenziali con frizione Torsen è il loro basso costo e la risposta istantanea a qualsiasi cambiamento nel funzionamento delle ruote durante la guida. L'accoppiamento è stato più volte perfezionato e oggi può essere considerato il più popolare nell'industria automobilistica moderna.
Mantenimento delle frizioni
Come qualsiasi altra unità o meccanismo di un veicolo, i dispositivi di aggancio necessitano di una manutenzione di qualità. Gli specialisti del gruppo di società Favorit Motors correggeranno il funzionamento di giunti di qualsiasi tipo o sostituiranno uno qualsiasi dei loro componenti.
