Cuplaje Intermitente Si Ambreiajul

ϹUPRІΝЅ

INTRODUCERE

CAPITOLUL I. CUPLAJE INTERMITENTE. AMBREIAJUL

1.1. Locul și rolul ambreiajului în cadrul unei transmisii

1.2. Tipuri de ambreiaje

1.3. Ambreiaje cu fricțiune

1.3.1. Ambreiaje monodisc

1.3.2. Ambreiaje multidisc

1.4. Cerințe de proiectare

CAPITOLUL AL II-LEA. CALCULUL AMBREIAJULUI MECANIC

MONODISC

2.1. Determinarea momentului de calcul

2.2. Determinarea dimensiunilor garniturilor de frecare

2.3. Determinarea forței de apăsare a arcurilor asupra discului de presiune al

ambreiajului

2.4. Verificarea garniturii de frecare

2.4.1. Verificarea presiunii specifice dintre garniturile de frecare

2.4.2. Verificarea la uzură a garniturii de frecare

2.4.3. Verificarea ambreiajului la încălzire

2.5. Calculul arcului de presiune

2.5.1. Determinarea diametrului sârmei și a diametrului de înfășurare a

spirei

2.5.2. Determinarea numărului de spire ale arcului de presiune

2.5.3. Determinarea lungimii arcului în stare liberă

2.5.4. Determinarea coeficientului de siguranță a ambreiajului după

uzarea garniturii de frecare

2.5.5. Determinarea lucrului mecanic necesar debreierii

2.6. Calculul arborelui ambreiajului

2.7. Calculul discurilor ambreiajului

2.7.1. Calculul elementelor de fixare și ghidare ale discului de presiune

2.8. Calculul discului condus

2.8.1. Calculul niturilor de fixare a discului propriu-zis pe butucul

ambreiajului

2.8.2. Calculul arcului elementar suplimentar

CAPITOLUL AL III-LEA. CALCULUI AMBREIAJULUI MECANIC

MULTIDISC

3.1. Verificarea garniturilor de ambreiere

3.2. Calculul timpilor de ambreiere

3.3. Calculul lucrului mecanic și puterii pierdute prin frecare

3.4. Durata de funcționare a discurilor de fricțiune

3.5. Comportarea ambreiajului la încălzire

3.6. Diagrama de variație a turației în procesul de ambreiere

3.7. Proiectarea reductorului de turație

3.7.1. Schema cinematică

3.7.2. Predimensionarea roților dințate

3.7.3. Stabilirea preliminară a formei constructive a arborelui

3.7.4. Verificarea roților dințate

3.7.5. Calculul reacțiunilor din lagăre

3.7.6. Verificarea la solicitarea compusă și oboseala

3.7.7. Verificarea rulmenților

3.7.8. Alegerea lubrifiantului și a sistemului de ungere

3.7.9. Calculul reductorului la încălzire

3.7.9.1. Calculul randamentului total al reductorului

3.7.9.2. Randamentul angrenajului

3.7.9.3. Randamentul lagărelor

3.7.9.4. Randamentul datorat pierderilor prin barbotare

3.7.9.5. Randamentul datorat ventilatorului de răcire al

reductorului

3.7.9.6. Calculul temperaturii medii de funcționare a reductorului

3.7.9.7. Calculul siguranței ungerii principalelor cuple de frecare

existente în reductor

3.8. Proiectarea unei transmisii prin curea lată

3.8.1. Dimensionarea transmisiei prin curea lată

3.8.2. Distanța dintre axe

3.8.3. Determinarea durabilității curelei

3.8.4. Proiectarea roților de curea

3.9. Alegerea și verificarea cuplajelor

CAPITOLUL AL IV-LEA. COMANDA AMBREIAJULUI

4.1. Calculul mecanismului de acționare mecanică

4.2. Calculul mecanismului de acționare hidraulică

4.3. Defectele și repararea ambreiajelor mecanice

4.4. Întreținerea ambreiajului

CONCLUZII ȘI PROPUNERI

BIBLIOGRAFIE

INTRODUCERE

CAPITOLUL I

CUPLAJE INTERMITENTE. AMBREIAJUL

1.1. Locul și rolul ambreiajului în cadrul unei transmisii

Ambreiajul este inclus în transmisia automobilului în scopul compensării principalelor dezavantaje ale motorului cu ardere internă, care constau în: imposibilitatea pornirii sub sarcină, existența unei zone de funcționare instabile și mersul neuniform al arborelui cotit. Necesitatea includerii ambreiajului în transmisia automobilului este determinată de particularitățile funcționării acesteia, caracterizată mai ales de cuplarea și decuplarea transmisiei automobilului de motor. Decuplarea este necesară la oprirea și frânarea totală a automobilului sau la schimbarea treptelor de viteze, iar cuplarea este necesară la pornirea din loc și după schimbarea vitezelor. Prin decuplarea transmisiei de motor, roțile dințate din cutia de viteze nu se mai află sub sarcină și cuplarea lor se poate face fără eforturi mari între dinți. În caz contrar, schimbarea treptelor de viteză este aproape imposibilă, funcționarea cutiei de viteze fiind însoțită de zgomot puterni;, uzura dinților este deosebit de mare și poate avea loc chiar distrugerea lor. Cuplarea lină a arborelui primar al cutiei de viteze cu arborele cotit al motorului, care la o turație ridicată, asigură creșterea treptată și fără șocuri a sarcinii la dinții roților dințate și la piesele transmisiei, micșorează uzura și elimină posibilitatea ruperii lor.

Cerințele principale impuse ambreiajelor automobilelor sunt următoarele:

La decuplare, să izoleze rapid și complet motorul de transmisie, pentru a face posibilă schimbarea vitezelor fără șocuri;

La cuplare, să îmbine lin motorul cu transmisia, pentru a evita pornirea bruscă din loc a automobilului și șocurile în mecanismele transmisiei;

În stare cuplată, să asigure o îmbinare perfectă între motor și transmisie, fără patinare;

Elementele conduse ale ambreiajului să aibă momente de inerție cât mai reduse pentru micșorarea sarcinilor dinamice în transmisie;

Să aibă o funcționare sigură și de lungă durată;

Acționarea să fie simplă și ușoară;

Regimul termic să aibă valori reduse și să permită o bună transmitere a căldurii în mediul înconjurător;

Să asigure la cuplare eforturi reduse fără a se obține, însă, o cursă a pedalei mai mare de 120-200 mm (limita superioară la autocamioane). Forța la pedală, necesară decuplării, nu trebuie să depășească 150 N la autoturisme și 250 N la autocamioane și autobuze.

1.2. Tipuri de ambreiaje

Ambreiajele folosite în construcția de automobile se clasifică după modul de transmitere  a momentului și după modul de acționare.

Figura 1. Clasificarea ambreiajelor

Ambreiajele mecanice pot avea unul sau mai multe discuri de fricțiune, pot fi cu arcuri dispuse periferic, cu arc central spiral sau diafragmă si centrifugal sau semi- centrifuge.

Ambreiajele hidraulice pot fi cu prag fix, cu prag mobil sau cu cameră de colectare.

Ambreiajele electromagnetice pot fi cu sau fară pulbere feromagnetică.

Ambreiajele neautomate sunt puse în funcțiune de forța musculară a conducătorului prin acționarea mecanică sau hidraulică; uneori sistemul de acționare al ambreiajului neautomat este prevăzut cu un servomecanism de tip mecanic, hidraulic sau pneumatic, care reduce efortul depus de conducător. 

Ambreiajele automate pot fi acționate hidraulic, pneumatic, electric sau vacumatic, în funcție de poziția pedalei acceleratorului, turația și sarcina momentului sau de poziția pârghiei de schimbare a treptelor de viteze.

1.3. Ambreiaje cu fricțiune

Ambreiajele utilizate la majoritatea automobilelor sunt ambreiajele mecanice, la care transmiterea momentului motor la celelalte organe ale transmisiei se realizează  prin forțe de frecare, ce se dezvoltă între două sau mai multe perechi de suprafețe în contact.

La ambreiajele de automobile se disting trei părți principale: partea conducătoare, formată din piese care sunt permanent în legătură cu motorul (se rotesc întotdeauna când motorul funcționează); partea condusă, care cuprinde piesele ce sunt în legatură cu transmisia motorului; mecanismul de funcționare, compus din piese ce transmit comanda de acționare a ambreiajului.

1.3.1. Ambreiaje monodisc

Acest tip de ambreiaj este foarte răspândit astăzi în rândul automobilelor, datorită următoarelelor particularități: acționarea ambreiajului este mai ușoară, deoarece forța necesară decuplării este mai mică la acest tip de arc, arcul prezentând o caracteristică neliniară; forța cu care arcul diafragmă acționează asupra plăcii de presiune este aproximativ constantă.

Ambreiajul cu arc central de tip diafragmă este prezentat în figura de mai jos.

Figura 2. Secțiune transversală prin ambreiajul monodisc cu arc central, tip diafragmă

Ambreiajul mecanic cu discuri poate avea în funcționare două stări: cuplat și decuplat. Trecerea ambreiajului din starea cuplată (normală), în starea decuplată se obține în urma acțiunii de debreiere și se realizează prin intermediul sistemului de acționare, care desface legătura de cuplare.

Pentru a corespunde constructiv și functional, sistemele de acționare a ambreiajului trebuie să indeplinească o serie de cerințe: să asigure o cuplare rapidă și o decuplare rapidă și totală; forța aplicată pedalei să fie cât mai mică: 80120 N la curse ale pedalei de 80120 mm; să asigure compensarea automată a jocurilor datorate uzurilor normale ale ambreiajului, să aibă o construcție simplă și sigură în utilizare.

Din punct de vedere constructiv sistemele de acționare pot fi de mai multe feluri: cu acționare mecanică; cu acționare hidraulică; cu acționare electromagnetică.

Comanda hidraulică a ambreiajului, ca principiu de funcționare și realizare constructivă, este similară comenzii hidraulice a frânelor.

Mecanismul cu comandă hidraulică se compune, în principal din: pedala ambreiajului 1, cu arcul de rapel 13; pompa centrală a ambreiajului 3, cu rezervor de lichid, ce se montează pe torpedou în partea exterioară; cilindrul receptor 7, fixat de carterul ambreiajului prin intermediul unor șuruburi; conducta de legătură 6 dintre pompă și cilindru; furca de debreiere 10; rulment de presiune 20.

La apăsarea pedalei ambreiajului 1, pistonul 4 din pompa centrală se deplasează și trimite lichidul prin conducta de legătură 6, la cilindrul receptor 7, prin intermediul tijei 9, pistonul cilindrului receptor va acționa furca 10, producând debreierea.

La eliberarea pedalei ambreiajului 1, arcurile 12 și 13 readuc mecanismul în poziția inițială.

Principalul avantaj al sistemului este efectul multiplicator obtinut prin adoptarea unui diametru pentru cilindrul receptor superior celui al cilindrului pompei de comandă.

Figura 3. Comanda hidraulică a ambreiajului

1 – pedala ambreiajului; 2 – tija pompei centrale; 3 – cilindrul pompei; 4 – pistonul pompei; 5 – arcul pistonului; 6 – conducta; 7 – cilindrul receptor;8 – pistonul cilindrului receptor;  9 – tija cilindrului receptor; 10 – furca de debreiere; 11 – șurub de reglaj; 12 – arc; 13 – arcul pedalei; 14 – arc; 15 – discul condus; 16 – placa de presiune; 17 – arcul ambreiajului; 18 – pârghie de debreiere; 19 – șurub;

20 – mansonul și rulmentul de presiune; 21 – carcasa ambreiajului; 22 – carcasa discului de presiune

Datorită vibrațiilor grupului motopropulsor, cilindrul receptor are o fiabilitate redusă. Pentru a atenua acest efect, precum și pentru a spori durabilitatea rulmentului din manșonul de decuplare a fost promovată, în ultimii ani, soluția în care cilindrul receptor este integrat mansonului de decuplare. Este suprimată astfel și furca, al cărei principal inconvenient este cel de transformare a mișcării de rotație (în jurul articulației din carter) în mișcare de translație a manșonului de decuplare.

În figura de mai jos, sunt prezentate două soluții:

Figura 4. Cilindru receptor integrat manșonului de decuplare

a – cu etanșare frontală; b – cu etanșare radială

Poziția C dispusă deasupra axei, corespunde stării cuplate a ambreiajului, iar poziția D, dispusă sub axă, corespunde stării de debreiere a ambreiajului. La soluția din figură, deplasarea axială a rulmentului de presiune 1 se face de către pistonul 2 al cilindrului receptor 3 din bucșa 4. Accesul lichidului sub presiune se face prin racordul 5, etanșarea fiind asigurată de garnitura frontală cu autoetanșare 6. Menținerea apăsării constante a rulmentului asupra arcului diafragmă se face de către arcul de creșterea diametrului activ al cilindrului receptor, dar prin deplasarea relativă a pistonului 1 față de cele două suprafețe cilindrice concentrice ale bucșei 2, apărând dificultați de etanșare.

1.3.2. Ambreiaje multidisc

Partea conducătoare cuprinde: volantul 1, placa de presiune 3 și carcasa ei 11, arcurile  ambreiajului 9, pârghiile de debreiere 6.

Placa de presiune 3 împreună cu carcasa 11 sunt fixate de volant prin intermediul unor șuruburi. Suprafața lustruită a placii de presiune este una din suprafețele active de frecare ale ambreiajului.

Arcurile ambreiajului 9 apasă placa de presiune 3 cu o anumită forță, care să asigure transmiterea de către ambreiaj a cuplului maxim al motorului. Arcurile sunt așezate între placa de presiune și carcasă, având fiecare bucșa de ghidare. Ambreiajele pot avea arcuri periferice sau un singur arc central.

Pârghiile de debreiere 6 sunt articulate de urechile 4 și 5 ale plăcii de presiune și ale carcasei. Capetele pârghiilor, asupra cărora apasă rulmentul de presiune 8, trebuie să se afle toate în același plan, perpendicular pe axa ambreiajului. Acest lucru se realizează prin șuruburile de reglaj. În ultimul timp pârghiile de debreiere, cât și arcurile sunt înlocuite printr-o diafragmă (Dacia 1300, Fiat 850, Renault 10), formată dintr-un disc de oṭel, având taieturi radiale. Diafragma care echivalează cu o serie de parghii elastice așezate circular, se reazemă pe un inel de oțel, care constituie linia ei de articulație.

Partea condusă a ambreiajului este formată din discul ambreiajului 2, montat între volantul 1 și placa de presiune 3; discul este solidarizat la rotaṭie, cu arborele primar al schimbătorului de viteze.

Discul ambreiajului se compune dintr-un disc de oṭel, prevăzut cu tăieturi radiale pentru a-i da elasticitatea necesară. Pe discul metalic se montează, prin nituire cu cap înecat, garniturile de frecare din ferodo (material, care are un coeficient de frecare mare) În scopul unei cuplări line a ambreiajului, între discul metalic și garnitura de frecare, în partea dinspre schimbător de viteze sunt montate arcuri lamelare.

Figura 5. Ambreiajul mecanic cu arcuri periferice

1 – volan; 2 – discul condus (al ambreiajului); 3 – placa de presiune; 4 – urechile plăcii de presiune;

6 – pârghiile de debreiere; 7 – mansonul rulmentului de presiune; 8 – rulmentul de presiune; 9 – arcurile ambreiajului; 10 – garnitura termoizolantă; 11 – carcasa plăcii de presiune; 12 – orificii de evacuare a uleiului.

Un capăt al arcului este nituit la discul metalic, iar celălalt capăt la garnitura de frecare. Arcurile sunt îndoite în așa fel, încât, în stare liberă între disc și garnitură există un joc. La cuplarea ambreiajului, pe măsură ce se eliberează pedala, discul de presiune se deplasează spre volant, comprimând arcurile lamelare ale discului de frecare și astfel momentul transmis crește treptat, ceea ce conduce la o cuplare lină a ambreiajului. Montarea discului ambreiajului pe arborele primar al schimbătorului de viteze se face cu ajutorul unui butuc cu caneluri, de flanșa caruia se fixează prin nituire (de menționat că nu la toate tipurile de  automobilele, discul de ambreiaj se montează pe arborele  primar al cutiei de viteze).

În scopul protejării transmisiei contra oscilațiilor la răsucire, discul ambreiajului este prevăzut cu un sistem de amortizare, cu fricțiune sau hidraulic.

Figura 6. Disc de fricțiune cu arcuri de amortizare

Sistemul de amortizare cu fricțiune este cel mai raspândit. La discul ambreiajului prevăzut cu amortizare prin fricțiune, fixarea discului metalic de flanșa butucului se face prin arcuri elicoidale. Arcurile sunt montate în stare comprimată, în ferestre practicate în flanșa butucului și în discul metalic. În acest fel, momentul motor de la discul metalic la flanșa butucului se transmite prin arcurile precomprimate. În cazul în care prin ambreiaj nu se transmite nici un moment, ferestrele din discul metalic și flanșa butucului coincide. La transmiterea momentului, deci la cuplare, forța se transmite prin arcuri, care se comprimă, iar discul se deplasează față de flanșă, primind o deplasare unghiulară. În acest mod se realizează legătura elastică între butuc și disc, care conduce la amortizarea oscilațiilor și răsucire. Totodată, se realizează și o cuplare mai lină a motorului cu transmisia.

În timpul cuplării ambreiajului, arcurile ambreiajului 9 dezvoltă o forță de presare asupra discului de presiune 3 și acesta, la rândul său asupra discului de frecare 2, suficient pentru ca frecarea care ia naștere între aceste două discuri și volant să poată transmite momentul motor la cutia de viteze.

La debreiere, când conducătorul automobilului apasă asupra pedalei, furca de debreiere împinge rulmentul de presiune 8 înainte. Acesta acționează capetele pârghiilor de debreiere 6, care deplasează discul de presiune 3 învingând forța arcurilor 9 în felul acesta discul de frecare 2 nemaifiind presat asupra volantului 1 și dispărând forța de frecare; se va opri, o dată cu arborele primar al schimbătorului de viteze.

Mecanismele de acționare a ambreiajelor pot fi cu comandă mecanică sau cu comandă hidraulică.

Ambreiajele cu comandă mecanică sunt formate dintr-un sistem de pârghii și arcuri, care asigură cuplarea și decuplarea ambreiajului.

1.4. Cerințe de proiectare

La calculul ambreiajului se urmărește stabilirea dimensiunilor elementelor principale ale acestuia, în raport cu valoarea momentului motor și pe baza parametrilor constructivi ai automobilului.

Calculul unui ambreiaj cuprinde în principal: determinarea dimensiunilor garniturilor de frecare; calculul arcurilor de presiune; calculul arborelui; calculul mecanismului de acționare.

Pe baza analizelor modelelor similare de autovehicule se alege pentru autovehiculul din tema de proiect următoarele:

Un motor cu ardere internă având:

Schimbătorul de viteză în trepte cu următoarele rapoarte de transmisie.

Raportul de transmisie al transmisiei principale.

Soluția constructivă de ambreiaj: ambreiaj mecanic monodisc cu arcuri periferice elicoidale și mecanism de acționare hidraulic.

Masa totală a autovehiculului: [kg]=1800[daN]

Tipul anvelopei: 195/65 R15

Tabel 1. Tabel cu valori asemănătoare temei de licență

CAPITOLUL AL II-LEA

CALCULUL AMBREIAJULUI MECANIC MONODISC

2.1. Determinarea momentului de calcul

Pentru ca ambreiajul să transmită momentul maxim dezvoltat de motor fără să patineze, pe toată durata de funcționare chiar și după uzarea garniturii de frecare când valoarea forței de apăsare a arcurilor de presiune scade este necesar ca momentul de frecare a ambreiajului să fie mai mare decât momentul maxim al motorului. Momentul de calcul al ambreiajului reprezintă momentul față de care se dimensionează elementele ambreiajului. Acesta se determină cu relația:

unde :- momentul de calcul al ambreiajului; – coeficient de siguranță al ambreiajului; – momentul motor maxim.

Valoarea coeficientului maxim de siguranță se alege conform recomandărilor literaturii de specialitate în funcție de tipul ambreiajului și condițiile de exploatare ale autovehiculului. Astfel pentru autoturisme avem: = 1,3…1,75.

Alegem = 1,5

Criteriile care au stat la baza alegerii lui au fost:

Ambreiajul să nu patineze după uzura garniturilor

Forța la pedală să aibe valori optime astfel încât să nu suprasolicite conducătorul auto.

2.2. Determinarea dimensiunilor garniturilor de frecare

Calculul garniturilor de frecare cuprinde: determinarea dimensiunilor, calculul presiunii specifice și verificarea la uzură.

Figura 7. Garnitura de frecare a ambreiajului

Valorile superioare ale lui c corespund motoarelor ce funcționează la turații ridicate, deoarece alunecările dintre suprafețele de frecare sunt mai intense la periferie.

Se alege c = 0,75, deoarece motorul autovehiculului este rapid.

Deoarece dimensiunile garniturilor de frecare sunt standardizate, se adoptă conform STAS 7793-83 valorile superioare cele mai apropiate de cea calculată.

Tabelul 2

Raza exterioară a garniturii de frecare:

Raza interioară a garniturii de frecare:

2.3. Determinarea forței de apăsare a arcurilor asupra discului de presiune al

ambreiajului

Din condiția ca momentul de calcul să fie egal cu momentul de frecare a ambreiajului rezultă următoarea relație:

– forța de apăsare asupra discului de presiune.

– coeficientul de frecare dintre discurile ambreiajului.

Ppentru frecare ferodou fontă = 0,25…0,35.

Se adoptă = 0,35.

– coeficient ce ține seama de frecare dintre butucul discului condus și arborele ambreiajului.

Pentru ambreiaje monodisc: = 0,90…0,95

Se adoptă =0,95

2.4. Verificarea garniturii de frecare

Presiunea specifică între supape se determină, după cum urmează.

2.4.1. Verificarea presiunii specifice dintre garniturile de frecare

Pentru garniturile de frecare de ferodou valoarea admisă a presiuni specifice este:

Deoarece , garniturile rezistă la presiune.

2.4.2. Verificarea la uzură a garniturii de frecare

Aprecierea solicitărilor la uzură a garniturii de frecare se face utilizând lucrul mecanic specific de frecare la patinare în regimul pornirii de pe loc.

Acesta se determină cu relația:

unde L reprezintă lucrul mecanic de frecare la patinare al ambreiajului:

unde:

=1800 – greutatea totală a autovehiculului daN;

=1800[daN]

– raza de rulare a roților motoare în metri

raza liberă a roți care se determină pe baza caracteristici anvelopei.

iI – raportul de transmitere al treptei întâi de viteză.

i0 – raportul de transmitere al transmisiei principale.

A’ – aria suprafeței de frecare.

Având în vedere că autoturismul din tema de proiect are anvelopă tip 215/75R16 rezultă:

Din relația de mai sus rezultă:

Valoarea admisibilă a lucrului mecanic specific la patinare:

Deoarece ambreiajul rezistă la uzură.

2.4.3. Verificarea ambreiajului la încălzire

Încălzirea ambreiajului se produce numai în timpul patinării datorită transformării lucrului mecanic de frecare în căldură. Verificarea la încălzire se face pentru discul cel mai solicitat termic și se apreciază prin creșterea de temperatură . În cazul ambreiajului monodisc verificarea la încălzire se face pentru discurile de presiune deoarece discul condus este izolat termic prin garniturile de frecare.

Creșterea de temperatură se calculează cu relația:

unde:

– coeficientul care exprimă fracțiunea din lucru mecanic de frânare consumat pentru încălzirea piesei care se verifică. pentru discul de presiune al ambreiajului monodisc.

c – căldura specifică a materialului piesei care se verifică. c =0,115 pentru oțel și fontă.

– greutatea piesei care se verifică. Calcul greutății se face în ipoteza că discul de presiune este o placă de fontă cu secțiunea din figura 8, iar marginile acestuia trebuie să le depășească pe cele ale garniturii de frecare cu 2-3 mm.

Figura 8. Discul verificat la încălzire

– grosimea discului de presiune în metri. Se adoptă constructiv =15m.

-masa pieselor ce se încălzesc:

= 7800 pentru fontă.

g =9,81 m/accelerația gravitațională.

A – aria frontală a discului

Valoarea admisibilă a creșterii de temperatură pentru o cuplare la plecarea de pe loc în cazul utilizării relației este: . Deoarece rezultă că ambreiajul rezistă la încălzire.

2.5. Calculul arcului de presiune

Arcurile de presiune ale ambreiajului sunt solicitate după un ciclu asimetric cu un coeficient de asimetrie R=0,8…0,9, iar numărul ciclurilor de solicitare în condițiile normale de exploatare nu depășesc 5 cicluri. Din această cauză distrugerea arcurilor de presiune nu se produce datorită oboseli materialului.

Arcurile de presiune periferice elicoidale sunt arcuri cilindrice din sârmă trasă de oțel carbon de calitate pentru arcuri sau oțel aliat pentru arcuri și au o caracteristică liniară. Calculul acestora constă în determinarea diametrului sârmei, a diametrului de înfășurare a spirei, a numărului de spire și a lungimii arcului în stare liberă.

2.5.1. Determinarea diametrului sârmei și a diametrului de înfășurare a spirei

Se adoptă numărul arcurilor de presiune ca multiplu de 3 astfel încât forța de apăsare ce revine unui arc să fie între 40-80 daN.

Se adoptă numărul de arcuri na=6.

Forța este necesară să dezvolte un arc este:

O condiție necesară pentru ca manevrarea ambreiajului să nu fie obositoare, este ca în momentul în care acesta este decuplat, forța dezvoltată de un arc Fa” să fie maxim 10-25 % mai mare de valoarea corespunzătoare poziției cuplate.

Diametrul sârmei arcului se determină din condiția de rezistență de torsiune a acestuia în poziție decuplată a ambreiajului cu relația:

D – diametrul de înfășurare al spirei arcului.

Pentru arcurile elicoidale ale ambreiajului c = 5…8 conform literaturii de specialitate.

Se adoptă c = 5

k – coeficient de corecție ce depinde de raportul c și se determină cu relația:

– rezistența admisibilă a arcului

Din relația de mai sus, rezultă:

Deoarece dimensiunile pentru sârma trasă din oțel pentru arcuri sunt standardizate se adoptă conform STAS 893-67: d =4,5 mm.

Diametrul de înfășurare a spirei arcului este:

2.5.2. Determinarea numărului de spire ale arcului de presiune

Din expresia matematică a săgeții unui arc elicoidal din sârmă cu secțiunea circulară rezultă relația de calcul al numărului de spire active:

G – modul de elasticitate transversală al sârmei arcului;

G = pentru oțel de arc.

– rigiditatea arcului

unde:

– săgeata suplimentară corespunzătoare deformării arcului la decuplarea ambreiajului.

unde:

nd – numărul de discuri conduse;

– jocul dintre o pereche de suprafețe de frecare necesar pentru decuplarea completă a ambreiajului. = 0,75…1,5 mm ambreiaj monodisc. Se adoptă = 0,75 mm.

j’- creșterea grosimii discului condus datorită elementului elastic axial. j’ =0,5…1,5mm. Se adoptă j’ =0,5 mm.

Rezultă:

Rezultă:

Rezultă:

Numărul de spire trebuie să fie multiplu de 0,5 și mai mare decât 6. Deoarece spirele de la capătul arcului nu sunt active, numărul total de spire:

2.5.3. Determinarea lungimii arcului în stare liberă

Lungimea arcului în stare liberă se determină cu relația:

lungimea arcului comprimat în poziția decuplată a ambreiajului.

– săgeata arcului corespunzătoare poziției cuplate.

se determină din condiția ca distanța dintre în starea comprimată a arcului să fie js=1 mm cu relația:

Pentru a se evita flambajului arcului de presiune se recomandă ca: .

Deoarece , rezultă că arcul rezistă la flambaj.

2.5.4. Determinarea coeficientului de siguranță a ambreiajului după uzarea

garniturii de frecare

Datorită uzării garniturilor de frecare arcurile de presiune se destind mai mult și forța de apăsare scade de la valoarea până la .

Momentul de frecare al ambreiajului după uzarea garniturilor de frecare este:

f – săgeata corespunzătoare arcului în poziția cuplată a ambreiajului.

Δu – destinderea corespunzătoare uzurii tuturor garniturilor de frecare până la limita maximă admisibilă.

uzura admisibilă pentru o garnitură de frecare.

=1,2…2mm

Se alege =1,6 mm

Rezultă:

Coeficientul de siguranță al ambreiajului după uzarea garniturii de frecare este:

Deoarece >1, rezultă că ambreiajul va transmite fără patinare momentul maxim al motorului și după uzarea garniturilor de frecare.

2.5.5. Determinarea lucrului mecanic necesar debreierii

BIBLIOGRAFIE

Aibăntăncei D., I. Soare et al., Fabricarea și repararea autovehiculelor, Universitatea din Brașov, 1987.

Bun, I. Transmisia autovehiculelor pe șenile (calcul și construcție), Ed. Academiei Militare, București, 1983.

Buzdugan, Gh., Măsurarea vibrațiilor mecanice, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1964.

Ciobotaru, T., Încercarea blindatelor, automobilelor și tractoarelor, Ed. Academiei Tehnice Militare, București, 1996.

Dima, M., Organe de mașini, vol. I, vol. III, Ed. Academiei Tehnice Militare, București, 1979.

Dragomir, George, Calculul și construcția autovehiculului, note de curs, Universitatea Oradea, 2007.

Fodor, D., Dinamica automobilului, Ed. Universității din Oradea, 2007.

Frățilă, Gh., Calculul și construcția automobilelor, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1977.

Gorianu, M., Transmisii continue hidromecanice, Ed. Academiei Tehnice Militare, București, 1982.

Manea, C., M. Stratulat, Fiabilitatea și diagnosticarea automobilelor, Ed. Militară, București, 1982.

Pădure, Gelu, Autovehicule rutiere. Construcție și calcul, vol. I, Ed. Politehnică, Timișoara, 2006.

Pereș, Gh., Solicitări dinamice în transmisiile mecanice ale autovehiculelor, SIAR 900503, 1989.

Petrescu, Ligia, Elemente de grafică computerizată – AutoCAD, Ed. Universității Politehnice, București, 1998.

Petrescu, Ligia, Grafică inginerească, Ed. Universității Politehnice, București, 1997.

Rădulescu, R., Gh. Brătucu et al., Fabricarea pieselor auto și măsurări mecanice, Ed. Didactică și Pedagogică, Bucuresti, 1983.

Rus, A., I. Bratu, Teoria mecanismelor și mașinilor, Ed. Universității din Oradea, 2005.

Sandor, L. et al., Transmisii hidrodinamice, Ed. Dacia, Cluj-Napoca, 1990.

Soare, I. et al., Tehnologia reparării automobilelor, Universitatea din Brașov, 1974.

Stoicescu, A., Proiectarea performanțelor de tracțiune și consum ale automobilelor, Ed. Tehnică, București, 2007.

Stoicescu, A, Dinamica autovehiculelor, vol. I, Ed. Universității Politehnice, București, 1973.

Tudoran, I., Tratarea matematică a datelor experimentale, Ed. Academiei Române, București, 1976.

Tudor, A., I. Marin, Ambreiaje și cuplaje de siguranță cu fricțiune. Îndrumar de proiectare, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1981.

Țarca, I., Organe de mașini, Ed. Universității din Oradea, 2005.

Untaru, M., Automobile, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1968.

Untaru, M., Dinamica autovehiculelor pe roți, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1981.

Untaru, M. et al., Calculul și construcția automobilelor, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1982.

Urdăreanu, T. et al., Propulsia și circulația autovehiculelor cu roți, Ed. Știinifică și Enciclopedică, București, 1987.

*** STAS, Organe de mașini, vol. I, Ed. Tehnică, București, 1983.

*** STAS 2872/1-86, Prelucrarea rezultatelor măsurătorilor.

*** STAS 7122/8-88, Interpretarea statistică a datelor. Teste asupra mediilor și dispersiilor.