Stand pentru studiul cutiilor de viteze automate

Memoriu justificativ

În lucrare se prezintă rolul şi funcţiile pe care le are o transmisie precum şi condiţiile pe care trebuie să le îndeplinească aceasta pentru a putea răspunde cerinţelor unui atoturism modern. Totodată se prezintă funcţionarea cutiilor de viteze manuale dar şi cele automate, acestea având şi particularităţi comune.

Cutiile de viteze sunt de mai multe tipuri, fiecare având o funcționare diferită una fața de cealaltă. Prin partea aplicativă ne propunem realizarea unui stand pentru studiul unui anumit tip de cutie de viteze automată și anume ZF 5HP-19FLA, model folosit pe autoturismele din gama AUDI.

Cu ajutorul acestui stand, studenții vor avea posibilitatea de a vedea în detaliu cele 3 subsisteme ale unei cutii de viteze automate, și anume: hidrotransformatorul(convertizorul de cuplu), corpul transmisiei format din ansamblul de mecanisme planetare, ambreiajele multi-disc, frânele multi-disc și modulul electrohidraulic de comandă.

Cutia de viteze montată pe stand funcționează în prezența uleiului, iar datorită efectuării secțiunilor în carcasa acesteia, transmisia nu mai poate fi pusă în funcțiune hidraulic. Astfel, am antrenat cutia supusă studiului, cu ajutorul unui motor electric, cuplându-le printr-o transmisie prin curea trapezoidală.

1. CUTII DE VITEZE – Generalităţi.

Arhitectura automobilului a fost o problemă și în acest sens, constructorii i-au dat mai puțină importanță, aceștia urmărind în primul rând realizarea unor agregate mecanice cu care să obțină performanțe tehnice deosebite.

Plecându-se de la cele mai reușite trebuie să amintim numele lui Louis Renault,care în 1898 a inventat cutia de viteze la automobile, priza directă la automobile, amortizoarele hidraulice și multe altele în domeniul automobilistic.

Nici alți ingineri nu duceau lipsă de idei în domeniul mecanicii, August Horch inventând cutia de viteze și diferențialul, fabricate din aliaje ușoare.

Cutia de viteze este un ansamblu de roți dințate care servește la transformarea forței și transmiterea mișcării de rotație la diferite agregate sau vehicule.

Fiind o componentă din lanțul cinematic al transmisiei care permite extinderea unei plaje de turații și de momente la roata motrică, aceasta se montează, de obicei, între ambreiaj și transmisia longitudinală. La autovehiculele construite după soluția „totul în față” sau „totul în spate” transmisia longitudinală dispare astfel încât cutia de viteze se interpune între transmisia centrală și ambreiaj.

Dacă momentul maxim al motorului ar fi transmis direct roţilor motoare ale automobilul, acesta nu ar putea porni din cauza faptului că turaţia motorului ar fi prea mare pentru a fi transmisă roţilor și nici nu am putea să manevrăm automobilul înapoi în condiţiile în care arborele cotit al motorului se roteşte într-un singur sens sau în vederea rezolvării tuturor problemelor ridicate de circulaţia pe diferite drumuri(cum ar fi drumurile accidentate unde avem nevoie ca rotația arborelui cotit să fie demultiplicată, ca în final să obținem o rotație cât mai mică). Pe diferite drumuri, când valoarea necesară forței de tracțiune poate fi diferită, între motor și roțile automobilului se montează o serie de mecanisme cu roți dințate, care reduc turația după necesități, dar care măresc și cuplul transmis în același timp.

1.1. Rolul cutiei de viteze.

Cutia de viteze fiind plasată între transmisia finală şi ambreiaj, aceasta are mai multe roluri funcționale:

• Preia și modifică cuplul generat de motor şi îl transmite spre roţile motoare;

• Modifică şi transmite spre roţile motoare turaţia motorului făcând posibilă deplasarea automobilului cu viteze reduse în raport cu turația motorului;

• Permite modificarea forței de tracțiune în funcție de variația rezistențelor de înaintare;

• Permite mersul înapoi al automobilului, fără a inversa sensul de rotaţie al arborelui cotit al motorului;

• Realizează întreruperea legăturii dintre motor și restul transmisiei în timp ce motorul funcționează (dar automobilul stă pe loc).

În figura 1.1 putem vedea locul unde este amplasată cutia de viteze în cadrul ansamblului:

Fig. 1.1. Amplasarea cutiei de viteze.

1.2. Funcţiile cutiei de viteze.

Cutia de viteze este una din componentele fără de care un automobil nu ar putea fi propulsat, de aceea este nevoie îndeplinirea următoarele funcții:

Schimbarea raportului de transmitere

Această funcție este una dintre cele mai importante făcând posibilă modificarea vitezei de deplasare şi a forţei de tracţiune în funcţie de variaţia rezistenţelor la înaintare şi/sau de regimul de circulaţie al automobilului; un alt rol deosebit de important este faptul că deplasarea automobilului nu se poate realiza cu viteze reduse deoarece motorul cu ardere internă nu este capabil să genereze o astfel de turație minimă, de aceea avem nevoie de o cutie de viteze pentru a micșora rotația motorului si pentru a o transmite la roțile motoare.

Inversor al sensului de mers al automobilului

Din construcție este cunoscut faptul că sensul de rotație al motorului este unic, de aceea, pentru a face posibil mersul înapoi al automobilului este necesar un ansamblu de roți dințate care să facă posibilă inversarea sensului de rotație al arborelui de ieșire de la motor.

Decuplează motorul termic de roţile motoare

Decuplarea motorului termic de roțile motoare, este posibilă prin aducerea într-o anumită poziție a elementelor mobile din interiorul cutiei de viteze; astfel este întreruptă conexiunea dintre motor și roțile motoare.