Kuplung

A tengelykapcsoló egy kapcsolóeszköz az említett motor tengelye és egy másik között, amelyet vevőnek neveznek . Mivel a továbbítás adhézió , ez lehetővé teszi, hogy egy progresszív töltése a tengelykapcsoló, amely elkerüli a lökés, amely okozhat a megrepedése átviteli elemek vagy leállása a motor esetén egy átviteli egy belső égésű motor .

A tengelykapcsolóra a belső égésű motorral rendelkező gépjárművek esetében van szükség, amelyeknek akkor is járniuk kell, ha álló jármű áll. A szétkapcsolás megkönnyíti a sebességváltást is. A tengelykapcsoló ezért megtalálja a helyét az erőátviteli láncon, a motor és a sebességváltó között , ahol ráadásul az átadandó nyomaték a legkisebb. Gyakran a lendkerékhez van rögzítve személygépkocsikban vagy teherautókban, ahol a rendelkezésre álló nagy átmérő lehetővé teszi egy- vagy kettős tárcsás rendszer használatát. Inkább a főtengely végén van motorkerékpárokon vagy kerékpárokon, többlemezes változatban olajfürdőben (kézi sebességváltó) vagy centrifugális dobos változatban (automatikus sebességváltó).

A "tengelykapcsoló" a tengelykapcsoló létrehozásakor is kijelöli a működési fázist; ez a „ visszacsatolás ” fordított művelete, amelynek során a tengelyeket leválasztják.

Valójában a "tengelykapcsoló" a "tengelykapcsoló eszköz" összehúzódása .

Tengelykapcsolók kerülnek szemben tengelykapcsoló rendszerek , amelyek csatolást akadály, és amelyek ezért nem teszik lehetővé a progresszív betöltése.

A tengelykapcsoló működési fázisai

A tengelykapcsoló eszköznek három működési fázisa van.

Bekapcsolt helyzetben: a tengelykapcsoló teljes mértékben továbbítja a leadott energiát (az autó mozog, a motor összekapcsolódik a sebességváltóval ). Leggyakrabban ez az eszköz stabil helyzete (nincs vezérlési művelet).
Kikapcsolt helyzetben: Az átvitel megszakad. A szabadonfutó, vagy az autó leállt, a motor a kerekek meghajtása nélkül járhat tovább. A helyzet megegyezik a szünettel.
átmeneti csúszási fázis: különösen a bekapcsolás során az erőátvitel fokozatosan helyreáll. Ezt a pillanatot korcsolyapontnak hívják . Ebben a fázisban a bemeneti és kimeneti tengelyek nem forognak azonos sebességgel; ezután csúszik a lemezek között, ezért az energia eloszlik hő formájában. Ezt a fázist időben korlátozni kell, még akkor is, ha ez elkerülhetetlen, és lehetővé teszi a motor és a sebességváltó fokozatos összekapcsolását. A korongok ebben a szakaszban kopnak, amelyet gyakran használnak a hegyi indulások során.

A csúszási helyzet adja meg a tengelykapcsoló méretezési feltételeit. Meghatározza a legnagyobb átvihető nyomatékot . Ezen túl a váltás szisztematikus. Ugyanezt a technológiai konfigurációt alkalmazzák a nyomatékkorlátozó rendszereken is, amelyek ezért megcsúsznak, amikor a kért nyomaték túl nagy lesz.

Bár ajánlott a lehető leggyorsabban kioldani, másrészt fokozatosan kell bekapcsolódnia annak érdekében, hogy elkerülje az olyan átütéseket, amelyek károsíthatnák az összes erőátviteli elemet: magát a tengelykapcsoló készülék alkatrészeit, de a doboz fogaskerekeit is. és a differenciálmű , az utóbbi csapágyai , az kardántengelyek és végül a gumik .

Osztályozás

Az eszközre alkalmazott technológiai megoldások több szempont szerint különböznek:

a súrlódó felület geometriája:
- korongok, az érintkezés korongonként egy koronában hatékony;
- dob (bizonyos centrifugális tengelykapcsolók esetén);
- kúpos (néhány kis fogyasztású alkalmazás kivételével ma megszűnt). Előnye abban a tényben rejlik, hogy önzáró: a kúpos szerelvény nyomott erő hiányában beragadt marad. Meg kell cselekednünk a leválás érdekében.

A lemezek száma szerint (amikor a lemezekről van szó)
- egyetlen lemez;
- egyszeres vezérlés vagy külön kontroll (dupla) száraz bidisk;
- nedves vagy száraz többlemezes.

A „tárcsa” vagy „súrlódás” kifejezést arra az elemre használják, amelyet általában a kimeneti tengellyel társítanak, és amelyet a motor tengelyéhez kapcsolt két elem szorít. Ez hordozza a súrlódó béléseket, ezért kopó alkatrészt képez. Az érintkező felületek száma mindig egyenletes; így a nyomóerők nem váltanak ki feszültségeket a keret és a tengelykapcsoló rendszer közötti kapcsolatban, és valójában a tengelykapcsoló háza veszi fel őket.

A tengelykapcsolóban meghirdetett lemezek száma tehát a béléssel ellátott, becsípett lemezek száma. A többlemezes modellek között a köztes tálak elférnek a lemezek között.

Az érintkező felületek:
- Szárítsuk meg, léghűtéssel
- Kenje meg és hűtse olajfürdővel.

A parancs lehet:
- Mechanikus;
- Hidraulikus ;
- Elektronikusan vezérelt elektromos ;
- Centrifugális (ebben az esetben a vezérlést nem közvetlenül, hanem a gázpedálra gyakorolt hatás indukálja).

A parancs iránya a következő lehet:
- Tengelykapcsoló-vezérlés általában kikapcsolt eszközökhöz (kis gépek, például kaszák és kormányrudak esetében ), vagy centrifugális tengelykapcsolóval rendelkező gépekhez ( mopedek , rádióval vezérelt modellek );
- Tengelykapcsoló-vezérlés normálisan bekapcsolt készülékekhez.

Építészet

Egytárcsás tengelykapcsoló

A tengelykapcsoló több részből áll:

Az 1 motortengellyel integrált 2 lendkerék képes hordozni az összeszerelést és képezheti a tárcsa egyik súrlódó felületét.
A tengelykapcsoló-tárcsa 3 , amely rögzítve van forgatva, hogy a bemenő tengely (elsődleges) a sebességváltó 6 által spline .
A 4 mechanizmus nyomólapja biztosítja a tengelykapcsoló tárcsa tapadását a motor lendkerékéhez bekapcsolt helyzetben.
A mechanizmus rugói (esetünkben membrán) 5 nyomják a nyomólemezt, és a 7 tengelykapcsoló csapágya összenyomható .

A tengelykapcsoló-kioldó vezérlés (hidraulikus vagy kábel) működtetésekor:

a dugó erőt fejt ki a rugókra vagy a membránrugóra,
a nyomólap félre mozdul, hogy oldja a súrlódó tárcsa nyomását. A mozgás egyre kevésbé terjed, így a sebességváltó független a motortól. Ez lehetővé teszi például a motor leállítása nélkül álló helyzetben maradását vagy a sebességváltást.

A hátrameneti manőver abból áll, hogy a tengelykapcsoló vezérlõjét fokozatosan elengedi a motor / sebességváltó kapcsolatának helyreállításához. Ezt a manővert "tengelykapcsoló forgatásának" nevezik .

Többlemezes tengelykapcsoló

A többlemezes tengelykapcsolók ugyanazon az elven működnek, kivéve, hogy egy halom lemezt és tálat használnak. Lemezek vagy súrlódó lemezeket hornyolt (hornyolt), kerületükön, és elforgathatóan van csatlakoztatva, hogy a harang tengelykapcsoló, más néven a sima lemezek lemezeket bordás, hogy a belső, és kapcsolódik a anyát tengelykapcsoló. Ezt a köteget rugók nyomás alatt tartják. A tolóerő tehát elméletileg és a súrlódást leszámítva minden tárcsa esetében azonos, és a köztes lemezek lehetővé teszik a nyomaték továbbítását nagyobb felületeken. A teherautók kétlemezes vagy többlemezes változatai nélkülözhetők, a lemezek megsokszorozódása a kopás megoszlását és a rendszer élettartamának meghosszabbítását célozza.

Ez a konfiguráció ugyanazon átviteli nyomaték esetén sugárirányban sokkal kompaktabb, mint egyetlen tárcsával. Motorkerékpárokon tartják fenn.

Elektrorheológiai tengelykapcsoló

Az elektrorheológia legújabb fejleményei lehetővé teszik a tengelykapcsoló új generációjának gondolkodását, amely az elektrorheológiai folyadék szilárd és folyékony állapota közötti változás képességén alapul . Ez a tengelykapcsolótípus lehetővé teszi a bemenő és a kimenő nyomaték nagyon könnyű és gyors csatlakoztatását vagy elkülönítését.

Az elektrorheológiai tengelykapcsoló elve nagyon egyszerű. Ha elektromos mezőt alkalmazunk, az elektroreológiai (ER) folyadék megszilárdul és összeköti a bemeneti és a kimeneti lemezt. Ha ezt a mezőt eltávolítjuk, az ER folyadék visszatér normál (folyadék) állapotba. A kimeneti lemez ezért szinte azonnal el van szigetelve a bemeneti lemeztől.

Ezt a típusú tengelykapcsolót a laboratóriumban gyártották és tesztelték. Az elektrorheológiai folyadékok jelenlegi határértékei (a küszöbkorlát még mindig alacsony és a stabilitás nem garantált) még mindig megakadályozzák forgalmazását.

Centrifugális tengelykapcsoló

Ezekben az eszközökben a tengelykapcsolót a motor tengelyének forgási sebessége szabályozza: amikor ez utóbbi elér egy bizonyos sebességet, a centrifugális erő hatására az elemek (gömbök, uszonyok) hajlamosak s 'elfordulni a forgástengelytől és dörzsölje a másodlagos tárcsát, amely biztosítja a tengelykapcsolót.

Ezt a típusú tengelykapcsolót általában mopedeken vagy kis hordozható szerszámokon, például láncfűrészeken, de bizonyos Citroën 2CV-knél is használják .

A motor forgásának lelassulása elválasztja a motort a szekunder tengelytől, ami nagymértékben csökkenti a " motorfékezést ".

Elektromágneses tengelykapcsoló

A légkondicionáló kompresszorok, kaszapengék, ventilátorok vagy az általános mechanika különféle szervokészülékei (szerszámgépek, nyomtatók) által használt elektromágneses tengelykapcsoló a tengellyel általában koncentrikus tekercset használ a súrlódási felületek érintkezéséhez. A "mindent vagy semmit" vezérlést általában nem a lágy indításra szánják, de a működtető egység integrált, és a kompakt eszköz olcsó.

Méretezés

A bemutató egylemezes sík tengelykapcsolóhoz készült. Már nem érvényes kúpos vagy centrifugális tengelykapcsolókra. A tengelykapcsoló által továbbított nyomaték a béléseket alkotó anyagtól, a tárcsák közötti súrlódó felületek számától és méreteitől, valamint a rugók által kifejtett erőtől függ .

Demonstráció

A szigorú egyensúly elve alapján kialakított maximális átvihető nyomaték kiszámítható. Valójában a forgatónyomatékot a kar karjának hosszából és a tárcsához érő tangenciális erőből kapjuk meg az egyszerű összefüggéssel: $\ VS$ $\ l$ ${\ displaystyle \ T}$

{\ displaystyle C \ = l \ T \}

De a kar itt megfelel az érintett érintkező felület és a korong közepe közötti távolságnak. Ez a távolság egy olyan sugár, amely a korong belső sugárától (a központi furat miatt) a külső sugárig terjed . Ezért figyelembe kell vennünk a súrlódás által létrehozott nyomatékot a tárcsa kis felületi elemének szintjén : $\ r$ ${\ displaystyle \ R_ {i}}$ ${\ displaystyle \ R_ {e}}$

{\ displaystyle \ mathrm {d} C = r \ \ mathrm {d} T}

Másrészt ez a tangenciális erő, amelyet a tárcsa továbbít a meghajtása érdekében , a képlettel függ a súrlódási együtthatótól és a normál szorító erőtől : ${\ displaystyle \ T}$ $f \$ ${\ displaystyle N \}$

{\ displaystyle T \ = f \ N \}

hogy a lemez ezen felületi elemére írjuk :

{\ displaystyle \ mathrm {d} T = f \ \ mathrm {d} N}

Honnan ${\ displaystyle \ mathrm {d} C = r \ f \ \ mathrm {d} N}$

Hasonlóképpen, ha a meghúzási erő egyenletesen oszlik el az érintkezési felületen , akkor azt írhatjuk, hogy: Esetünkben akár: ${\ displaystyle \ N}$ $\ S$ ${\ displaystyle \ mathrm {d} N = {\ frac {N} {S}} \ \ mathrm {d} S}$
${\ displaystyle \ mathrm {d} N = {\ frac {N} {\ pi (R_ {e} ^ {2} -R_ {i} ^ {2})}} \ \ mathrm {d} S}$

Ami végül lehetővé teszi számunkra, hogy megírjuk: ${\ displaystyle \ mathrm {d} C = r \ f \ {\ frac {N} {\ pi (R_ {e} ^ {2} -R_ {i} ^ {2})}} \ \ mathrm {d} S}$

hogy integrálódva megkapjuk az átvihető nyomatékot azáltal, hogy hengeres koordinátákba helyezzük magunkat, ahol : ${\ displaystyle \ mathrm {d} S = \ mathrm {d} r \. \ r \ \ mathrm {d} \ theta}$

{\ displaystyle C = \ int _ {r = R_ {i}} ^ {r = R_ {e}} \ int _ {\ theta = 0} ^ {\ theta = 2 \ pi} r \ f \ {\ frac {N} {\ pi (R_ {e} ^ {2} -R_ {i} ^ {2})}} \ \ mathrm {d} r \. \ R \ \ mathrm {d} \ theta \, \, = 2 \ pi \ f \ {\ frac {N} {\ pi (R_ {e} ^ {2} -R_ {i} ^ {2})}} int _ {r = R_ {i}} ^ { r = R_ {e}} r ^ {2} \ \ mathrm {d} r \,}

honnan :

{\ displaystyle C = f \ N \ {\ frac {2} {3}}. {\ frac {(R_ {e} ^ {3} -R_ {i} ^ {3})} {(R_ {e} ^ {2} -R_ {i} ^ {2})}}}

Általában ezt írjuk : ${\ displaystyle C = n \ f \ N \ R_ {eq}}$

${\ displaystyle n \}$ a súrlódó felületek száma (páros vagy páratlan)
${\ displaystyle f \}$ A súrlódási tényező ezen felületek között
${\ displaystyle N \}$ a meghúzási erő, feltételezve, hogy egyenletesen oszlik el
${\ displaystyle R_ {eq} = {\ frac {2} {3}}. {\ frac {(R_ {e} ^ {3} -R_ {i} ^ {3})} {(R_ {e} ^ {2} -R_ {i} ^ {2})}}}$
${\ displaystyle R_ {e} \}$ valamint a koronafelületek külső és belső sugara ${\ displaystyle R_ {i} \}$

A teljesítmények, különösen a súrlódási együttható továbbra is a hőmérséklethez kapcsolódik. Ez gyorsan emelkedik, amikor a lemezek megcsúsznak. A szerelvényt ezért képesnek kell lennie hűtésre.

A béléseket alkotó anyagok kompozit termékek, amelyek gyakran fém vagy kerámia alapúak.

Az automata sebességváltó speciális esete

Automata sebességváltók esetében a következő eszközöket használják tengelykapcsolóként:

Nyomatékváltó Nyomatékváltót használó automata váltóval nincs tárcsa-tengelykapcsoló . Valójában, mivel egy hagyományos tengelykapcsoló automatizált működése meglehetősen kényes, ez az eszköz hasonlít egy „centrifugális tengelykapcsolóhoz”, a tengelykapcsoló állapota csak az elsődleges és a másodlagos tengelyek relatív sebességétől függ. Mivel az automata sebességváltóval történő sebességváltás önmagában a sebességváltó belső tengelykapcsolóinak működése révén valósul meg, a nyomatékváltó változó csúszást vált ki, de jelentősen megnöveli a másodlagos sebességváltó szintjén elérhető nyomatékot is, amikor a sebességváltó belép. a bemeneti tengely és a kimenet fontos. Dupla tengelykapcsoló Kettős tengelykapcsolós sebességváltó esetében minden váltócsoportnak megvan a saját tengelykapcsolója, az egyik a páros, a másik a páratlan sebességfokozatokhoz. A sebességváltás ezen tengelykapcsolók egyikén vagy másikán történik, attól függően, hogy a sebesség növekszik vagy csökken. Mivel a sebességváltás szinte szinkron módon történik, a tengelykapcsolók mérete nagymértékben csökkenthető a kézi sebességváltóhoz képest. Ezen túlmenően ez az eszköz elkerüli azt a benyomást, hogy a motor " vákuumban jár ", amint ez a nyomatékváltó rendszerrel történik nagy gyorsulás során. Robotváltó A kézi sebességváltók egyre gyakrabban robotizáltak , ami azt jelenti, hogy a tengelykapcsolót az autó számítógépének elektronikája , elektromos vagy elektro-hidraulikus működtető is vezérli, amely a megállóra hat.

Hidrosztatikus sebességváltók

A hidrosztatikus hajtású gépekhez nincs szükség kuplungra. Valójában a központi szivattyú vagy a vevőmotorok elmozdulásának változásának köszönhető, hogy a leadott teljesítmény vezérelhető, például egy építőipari gép vagy egy tartály kerekei.

Megjegyzések és hivatkozások

Megjegyzések

A "tengelykapcsoló eszköz" összehúzódása
Korábban azbeszten alapult , ma tilos.
nyomatékváltó hőmérséklet-emelkedése arányosan növekszik az elsődleges tengely és a másodlagos tengely közötti sebességkülönbséggel.

Hivatkozások

A számítógépes francia nyelvű kincstár „tengelykapcsolójának” lexikográfiai és etimológiai meghatározása a Nemzeti Szöveges és Lexikai Erőforrások Központjának honlapján , konzultációra került 2014. december 4-én.
centrifugális láncfűrész-tengelykapcsoló , a motoculture-jardin.com webhelyen, 2017. április 20
Citroën 2CV kuplung , az autobrico.com webhelyen, 2017. január 13.

Lásd is

Kapcsolódó cikkek