CALCULUL SI CONSTRUCTIA AUTOMOBILELOR -I- Curs 3

AMBREIAJE HIDRAULICE Avantaje: demaraj lin, deplasarea in priza directa cu viteza mai redusa, amortizarea mai eficienta a vibratiilor, gabarit mai redus. 1 - pompa centrifuga 2 - turbina 3 - carcasa comuna 4 - ax motor 5 - ax cutie viteze 6 - supapa evacuare 7 - rezervor 8 - pompa alimentare 9 - supapa siguranta 10 - radiator 11 - supapa admisie Gradul de umplere poate fi fix sau variabil, lasandu-se si spatiu pentru vapori.

Dezvantaje: durata mare de cuplare-decuplare, imposibilitatea decuplarii complete. Consecinte: - pentru cutiile de viteze in trepte se utilizeaza cuplaje cu ambreiaje cu frictiune; - se pot utiliza doar pentru cutiile de viteze planetare; VARIANTE CONSTRUCTIVE - cu prag fix; - cu prag mobil; - cu umplere constanta; - cu umplere variabila; - cu camera de colectare (rezervor suplimentar)

Ambreiaj hidraulic cu prag fix, umplere constanta, nereglabil 1 - butuc fixat pe arborele cotit 2 - rotor pompa 3,7 - semicarcase 4 - contragreutate echilibrare 5 - orificiu de umplere 6 - rotor turbina 8 - prag fix 9 - arbore cutie viteze Pragul fix impiedica intrarea lichidului in pompa la raze mici (viteze mici de rotatie)

Ambreiaj hidraulic cu prag fix si camera de colectare, umplere variabila, nereglabil La rapoarte de transmitere mici, torul de lichid din turbina are viteza mica (datorita diferentei mici de turatii intre pompa si turbina) deci si raza mica, surplusul de lichid scurgandu-se in camera de colectare. Se obtin momente transmise mici La rapoarte de transmitere mari, torul de lichid din turbina are viteza mare deci si raza mare, surplusul de lichid provenind din camera de colectare. Se obtin momente transmise mari. Principiul de functionare este analog cu cel de la ambreiajele cu umplere variabila chiar daca volumul de lichid din ambreiaj este constant.

Ambreiaj hidraulic cu prag mobil, umplere constanta, reglabil Variatia alunecarii se obtine prin deplasarea inelului 1 avand ca rezultat obturarea orificiilor din turbina.

Ambreiaj hidraulic cu palete mobile axial, umplere constanta, reglabil, cu actionare directa Variatia alunecarii se obtine prin deplasarea paletelor turbinei 1 in directie axiala cu ajutorul bucsei 2

Ambreiaj hidraulic cu palete mobile axial, umplere constanta, reglabil, cu actionare indirecta Variatia alunecarii se obtine prin deplasarea paletelor turbinei 1 in directie axiala cu ajutorul parghiilor 2

Ambreiaj hidraulic cu palete mobile radial, umplere constanta, reglabil, cu actionare directa Variatia alunecarii se obtine prin deplasarea paletelor turbinei 1 in directie radiala cu ajutorul parghiilor 2

Calculul ambreiajelor hidraulice Date initiale necesare: - puterea nominala a motorului Pm - turatia corespunzatoare nm - momentul maxim MM - turatia corespunzatoare nM - greutatea specifica a lichidului utilizat  - caracteristica dimensionala (se adopta dupa alte modele) - randamentul a = 0,97....0,98 - alunecarea S = 0,02...0,03 Date obtinute: - sarcina hidraulica; - puterea si momentul in rotoarele ambreiajului; - debitul de lichid in circuit; - vitezele de curgere ale curentului de lichid Determinarea diametrului activ: - MM - momentul maxim al motorului - nM - turatia corespunzatoare - p - coeficient de proportionalitate

Recomandari constructive pentru ambreiajele hidraulice - temperatura lichidului in functionare T < 120...240 C - lichidele folosite: ne-corozive, fara particule in suspensie - vascozitatea: 1,5 E (+50 C )....120 E (-50 C ). - se recomanda ulei mineral - surafata de contact cu aerul cat mai mica

CONVERTOARE DE CUPLU - Ambreiaje hidrodinamice modificate - Maresc cuplul motor de pana la 3x (la accelerare) - Se combina cu ambreiaje mecanice

AMBREIAJE ELECTROMAGNETICE Variante constructive: fara pulbere magnetica sau cu pulbere magnetica. Ambreiaje fara pulbere 1 - contact alunecator 2,6 - miez electromagnet 3 - bobina excitatie 4,8 - indus electromagnet 5,7 - arc decuplare 9 - disc condus

Exemplu constructiv de ambreiaj electromagnetic fara pulbere 1 - miez electromagnetic 2 - bobina excitatie 3 - indus electromagnet 4 - disc condus cu garnituri de frictiune

Calculul ambreiajelor electromagnetice fara pulbere Se dimensioneaza electromagnetul ce trebuie sa dezvolte forta necesara transmiterii momentului motor: - se determina dimensiunile discului condus (ca la ambreiajele mecanice) pentru distanta maxima dintre indus si miez (β = 1,1) - se calculeaza forta necesara la electromagnet:  - coeficient de frecare i - numar suprafete de frecare Rm - raza medie a suprafetei de frecare Valoarea obtinuta se majoreaza cu 2..3% pentru compensarea influentei arcurilor de revenire:

Suprafata polilor electromagnetului se calculeaza cu relatia: a - permeabilitatea magnetica a aerului B - inductia electromagnetica, se adopta din grafic in functie de factorul Kc  - intrefier:  = 0,7 mm pentru garnituri din ferodou  = 0,4 mm pentru garnituri metalo-ceramice Pentru determinarea dimensiunii ferestrei de amplasare a bobinei se calculeaza numarul de amperspire si se limiteaza temperatura bobinei la t1 = 80...90 C: I - intensitatea curentului W - numarul spirelor K - coeficient de proportionalitate (K = 1,35....1,45)

Dimensiunea ferestrei: K2 - coeficient de crestere a rezistentei functie de temperatura: t1 - temperatura bobinei, t1 = 80...90 C 20 - rezistenta sarmei la 20 C; pentru cupru: t - cresterea de temperatura in bobina electromagnetului: t = 60...70 C; K0 - coeficient de cedare a caldurii:  - coeficient de umplere al ferestrei  = 0,40....0,45 pentru sarma izolata cu doua straturi de bumbac  = 0,40....0,45 pentru sarma izolata cu email si matase  - factor constructiv:

Dimensiunile geometrice ale miezului si caracteristicile bobinei Considerand : Rmed = rmed, se obtine: Dimensiunile electromagnetului se calculeaza cu: (A = 0,5S) Tensiunea la borne: U = 0,3 este caderea de tensiune pe periile de contact. Diametrul sarmei (se rotunjeste la prima standardizata d1 ): Se recalculeaza numarul de amperspire: Se recalculeaza intensitatea curentului: Puterea in bobina: Temperatura in bobina: unde:

Ambreiaj electromagnetic cu pulbere 1 - volant motor 2 - bobina excitatie 3 - carcasa bobinei 4 - miez magnetic 5 - carcasa 6 - arbore condus 7 - perii alimentare Pulberea magnetica: dispersie de particule de fier (0,5....10 m) in dielectric solid (silicat de magneziu, bioxid de titan) sau lichid (ulei mineral). Avantaje: reglarea fina a momentului transmis (datorita dependentei liniare intre curentul din bobina si moment); capacitate de patinare timp indelungat fara uzura si supraincalzire. Dezavantaje: momentul mare de inertie al partii conduse face dificila schimbarea treptelor de viteza

Calculul ambreiajelor electromagnetice cu pulbere Se bazeaza pe relatii stabilite experimental. Momentul de frecare in ambreiaj: A - suprafata de ambreiare a stratului de pulbere R - raza la care se afla stratul de pulbere (raza indusului)  - forta tangentiala specifica de tractiune, se adopta: Diametrul indusului:  = b/D = 0,2...0,25 factor constructiv β = 1,1...1,5 coeficient de siguranta al ambreiajului d = intrefier

Ambreiaje combinate Ambreiaje mecanice-centrifuge 1 - cuplaj unisens pentru scurcircuitarea centrifugal la frana de motor 2 - volant 3 - disc de frictiune ambreiaj centrifug 4 - disc de presiune ambreiaj centrifug 5 - disc de frictiune ambreiaj mecanic 6 - parghie cuplare ambreiaj mecanic 7 - arbore primar cutie viteze 8 - arcuri de presiune ambreiaj mecanic 9 - disc de presiune ambreiaj mecanic 10 - role actionare ambreiaj centrifug Ambreiajul centrifug asigura pornirea lina de pe loc Ambreiajul mecanic asigura decuplarea la schimbarea vitezelor.

Ambreiaje mecanice-hidraulice 1 - volant 2 - turbina ambreiaj hidraulic 3 - pompa ambreiaj hidraulic 4 - arbore primar cutie viteze 5 - arcuri de presiune ambreiaj mecanic 6 - disc de presiune ambreiaj mecanic 7 - disc de frictiune ambreiaj mecanic 8 - disc solidar cu turbina 9 - cuplaj unisens Ambreiajul hidraulic asigura pornirea lina de pe loc Ambreiajul mecanic asigura decuplarea la schimbarea vitezelor.

Ambreiaje mecanice-electromagnetic 1 - volant 2 - disc de presiune ambreiaj mecanic 3 - indus electromagnetic 4 - disc de frictiune ambreiaj mecanic 5 - electromagnet 6 - cuplaj cu gheara pentru frana de motor 7 - arbore primar cutie viteze 8 - contacte electrice rotitoare 9 - bobina de excitatie 10 - carcasa ambreiaj Ambreiajul hidraulic asigura pornirea lina de pe loc Ambreiajul mecanic asigura decuplarea la schimbarea vitezelor.

CRITERII DE ALEGERE A VARIANTELOR CONSTRUCTIVE DE AMBREIAJE Conditii impuse: 1 - asigurarea transmiterii momentului maxim 2 - cuplare lina 3 - decuplare rapida si totala 4- moment de inertie mic al pieselor conduse 5 - mentenabilitate ridicata 6 - fiabilitate ridicata 7 - gabarit minim 8 - cost redus Ambreiaje mecanice mono-disc : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7?, 8 Ambreiaje mecanice multi-disc: 1, 2, 3, 4?, 5, 6, 7, 8 Ambreiaje hidraulice: 1, 2, 3??, 4, 5, 6?, 7?, 8?? Ambreiaje electromagnetice: 1, 2, 3, 4?, 5, 6?, 7, 8? Ambreiaje compuse (mecanic-hidraulic, mecanic-electromagnetic): 1, 2, 3, 4?, 5?, 6?, 7?, 8??