Le vibrazioni torsionali dell'albero motore si verificano quando ruota sotto l'influenza di forze che agiscono periodicamente applicate alle pedivelle. Se il periodo di azione di queste forze coincide con il periodo di oscillazione libera dell'albero motore o ne è un multiplo, si verifica un fenomeno di risonanza: l'ampiezza delle vibrazioni torsionali aumenta e l'albero può collassare a causa di un aumento della sollecitazione. I motori sono progettati in modo che la risonanza non si verifichi alla velocità corrispondente alle condizioni operative di funzionamento, tuttavia esistono sempre vibrazioni torsionali. Lo smorzatore di vibrazioni, installato in alcuni modelli di frizione, serve a proteggere la trasmissione dalle vibrazioni torsionali che possono verificarsi in essa a causa della rotazione irregolare dell'albero motore del motore causata dalle sue vibrazioni torsionali.
Riso. Disco frizione con smorzatore di vibrazioni
Tipi di antivibranti torsionali
Esistono due tipi di antivibranti torsionali:
- frizionale
- idraulico
Gli ammortizzatori a frizione più utilizzati. Al disco condotto 1 con le sue guarnizioni di attrito 10 e la piastra di bilanciamento 11 della frizione, un disco ammortizzatore 9 è fissato con rivetti 7 7, che è installato tra due dischi 5 fissati alla flangia del mozzo 6 del disco condotto. I dischi dell'ammortizzatore e la flangia del mozzo hanno finestre (ad esempio, potrebbero essercene otto), in cui durante il montaggio le molle dell'ammortizzatore 2 vengono installate insieme alle piastre di supporto 3. Anche gli anelli del paraolio 4 sono fissati alla flangia del mozzo, che elimina la possibilità che le molle fuoriescano dai dischi. Gli elementi di attrito 8 (sotto forma di anello o piastre) si trovano tra i dischi della flangia del mozzo e il disco dell'ammortizzatore. Il disco assorbitore, non collegato rigidamente al mozzo, in caso di vibrazioni torsionali, riceve un movimento angolare rispetto ai dischi della flangia del mozzo, che è accompagnato da attrito tra le parti specificate e gli elementi di attrito. In questo modo si ottiene l'assorbimento dell'energia delle vibrazioni torsionali e, di conseguenza, lo smorzamento delle vibrazioni dell'albero motore del cambio e dei relativi organi di trasmissione. La deformazione delle molle dell'ammortizzatore durante il movimento reciproco dei dischi dell'ammortizzatore e della flangia del mozzo riduce la nitidezza dell'innesto della frizione. La presenza di uno smorzatore di vibrazioni torsionali contribuisce a ridurre il rumore e l'usura dei denti degli ingranaggi del cambio.
Smorzatore di vibrazioni (ammortizzatore)
Smorzatore di vibrazioni torsionali (a) e le sue posizioni di riposo (b) e di lavoro (c):
1 e 9 - cuscinetti a disco; 2 - molla a balestra; 3 - disco guidato; 4 - rondelle di attrito; 5 — una navata di un disco condotto; 6 - rondella di regolazione; 7 - primavera; 8 - piastra assorbente.
Per impedire la trasmissione di vibrazioni angolari dal motore agli alberi di trasmissione, il design della frizione prevede smorzatore di vibrazioni torsionali (ammortizzatore). molle ammortizzatrici fornire elastico collegamento del disco frizione con il suo mozzo.
In assenza di trasmissione della coppia, gli intagli della flangia del mozzo e del disco condotto, in cui si trovano le molle elicoidali dell'ammortizzatore, coincidono. La trasmissione della coppia dal disco condotto al suo mozzo avviene tramite molle ammortizzatrici. In questo caso, il disco condotto ruota di un certo angolo rispetto alla flangia del mozzo e tra di essi si verifica attrito. Così, energia torsionale si trasforma in calore. Lo spostamento angolare limite dei dischi è limitato dalla dimensione degli intagli nella flangia del mozzo.
Smorzatore di vibrazioni (ammortizzatore) introdotto nel design della frizione per protezione della trasmissione del veicolo da vibrazioni torsionali risonanti, derivante dalla coincidenza di una delle frequenze naturali di vibrazione della trasmissione con la frequenza della forza perturbatrice provocata dalla pulsazione della coppia motrice.
Serve l'elemento elastico dell'assorbitore per ridurre la rigidità della trasmissione. Allo stesso tempo, le frequenze naturali della trasmissione vengono ridotte e viene eliminata la possibilità di risonanza ad alta frequenza. Poiché la rigidezza minima dell'elemento elastico dell'ammortizzatore deve essere limitata per motivi di progettazione, la trasmissione della vettura non può essere protetta dalla risonanza a basse frequenze. Pertanto, oltre all'elemento elastico, è necessario introdurre nel progetto dell'assorbitore un assorbitore di energia di oscillazioni risonanti a bassa frequenza, solitamente mediante attrito.
La figura mostra i circuiti assorbitori più comuni. Le molle fungono da elastico 3 , disposti tangenzialmente ed inseriti in finestre ricavate nei dischi motori 1 E 2 e nella flangia del mozzo condotto 4 . Su disco 1 disco frizione fisso; dischi 1 E 2 rivettati insieme 6 . Guarnizioni 5(a), realizzati in acciaio o materiale d'attrito, lo spessore e la quantità sono scelti in modo da fornire il momento di attrito necessario tra gli elementi motore e condotto dell'ammortizzatore per assorbire l'energia delle oscillazioni in risonanza.
Nelle frizioni dei camion di solito invece di pastiglie 5 installare anelli a molla 7 (b), che, se serrati con rivetti, creano la forza assiale necessaria per ottenere un certo momento di attrito. In questo caso, durante il montaggio dell'ammortizzatore, non è richiesta una regolazione così precisa della coppia di attrito, come nella prima versione.
Schemi strutturali di ammortizzatori nella trasmissione di un'auto.
Per un più efficace smorzamento delle vibrazioni A volte gli assorbitori sono progettati con rigidità variabile: all'inizio la rigidità è minore e poi aumenta. Tale cambiamento nella rigidità iniziale è ottenuto dal fatto che all'inizio entra in funzione solo una parte delle molle. 3 e poi tutti gli altri. Per fare ciò, la lunghezza delle finestre nella flangia del mozzo e nei dischi condotti in cui sono inserite le molle 3 , fai meno di altre finestre. Ultimo momento Mmax, torcendo l'ammortizzatore fino all'arresto e limitandone la rigidità minima, viene solitamente scelto pari al momento determinato dal peso di trazione del veicolo al coefficiente di aderenza 0,8 , questo è:
Dispositivi che assicurano la pulizia dello sgancio della frizione.
Protezione della trasmissione del veicolo dai carichi inerziali assicurata dalla corretta scelta del fattore di attrito. Un'ulteriore riduzione dei carichi inerziali trasmessi dal motore alla trasmissione può essere ottenuta limitando la nitidezza dell'innesto della frizione o introducendo una frizione idrodinamica. L'ammortizzatore (ammortizzatore) con un piccolo numero di giri dell'albero motore del motore riduce del 10-15% il momento d'inerzia trasmesso dal motore alla trasmissione. A una velocità superiore a 2500 al minuto, il momento d'inerzia diminuisce in presenza di un ammortizzatore solo del 5-6%.
Completa disconnessione del motore dalla trasmissione è ottenuto dalla presenza di uno spazio tra i dischi della frizione nello stato spento. Nelle frizioni monodisco, in assenza di leve di sgancio che ritraggono forzatamente lo spingidisco, viene utilizzata a tale scopo una debole molla 2 che allontana lo spingidisco 1 da quello condotto a frizione disinnestata (a). Nelle frizioni a doppio disco, il disco conduttore centrale 4 nel momento in cui la frizione viene rilasciata viene respinto dal volano da una debole molla a balestra o attorcigliata 3 (b) e si appoggia contro il bullone 5, avvitato nell'alloggiamento della frizione 6.
Nel processo si verificano vibrazioni o vibrazioni torsionali a causa della sua forma irregolare e del volano su lati diversi. In questo articolo parleremo della loro origine, del motivo per cui sono pericolosi e parleremo di un dispositivo che riduce l'impatto di queste vibrazioni: uno smorzatore di vibrazioni torsionali.
Qualsiasi volano del motore ha una certa massa, che non è completamente combinata con l'albero motore del motore. Quando l'albero motore ruota, il volano, avendo una grande massa, inizierà a oscillare, il che porta alla comparsa di alcune vibrazioni non solo su di esso, ma anche sull'albero. La frequenza e l'ampiezza delle oscillazioni dipenderanno direttamente dalla massa del volano, nonché dal suo raggio. Maggiore è la distanza dal bordo al centro e maggiore è la massa del volano, maggiore è questa frequenza di oscillazione.
Riducendo l'impatto che viene applicato dai pistoni e dalle bielle, anche le vibrazioni diminuiscono. È logico presumere che se non si applica carico pesante sull'albero motore queste vibrazioni possono essere eliminate, tuttavia non siamo in grado di ridurre costantemente il carico sull'albero, poiché l'auto è costantemente in movimento. Questo tipo le oscillazioni ottenute quando forze esterne agiscono sul volano sono chiamate forzate.
Un fenomeno pericoloso in cui possono svilupparsi oscillazioni è la risonanza. Durante la rotazione il volano è in collegamento meccanico con l'albero di ingresso del cambio. L'albero del cambio ha anche una piccola quantità di vibrazioni, che si trasmettono reciprocamente al volano dell'albero motore. Se queste oscillazioni coincidono, ciò porta alla risonanza, un aumento proporzionale delle oscillazioni di entrambi gli elementi meccanici e, di conseguenza, alla distruzione di entrambi gli alberi.
Smorzatore di vibrazioni
Come capisci, la coincidenza delle frequenze di queste vibrazioni è del tutto inaccettabile, motivo per cui nella trasmissione dell'auto è previsto un dispositivo speciale: uno smorzatore. È installato sul disco della frizione dell'auto e ha un design speciale. Il compito dell'ammortizzatore è quello di creare il collegamento più elastico del disco della frizione con il suo piccolo mozzo sull'albero motore.
L'ammortizzatore è una molla cilindrica, che è installata in un cerchio sull'intera circonferenza interna del disco della frizione. Le molle ammortizzatrici proteggono la trasmissione del veicolo dalla coincidenza delle frequenze del volano e della frizione alle alte velocità dell'albero motore. Tuttavia, un tale dispositivo non è in grado di fornire una protezione affidabile a basse frequenze di vibrazione. Soprattutto per questo, viene utilizzato un altro dispositivo, chiamato assorbitore di vibrazioni a bassa frequenza.
Nei camion, sulla frizione, invece delle molle ammortizzatrici, vengono utilizzate quelle rotonde, che vengono compresse quando l'elemento viene attorcigliato. La principale differenza rispetto all'ammortizzatore è l'assenza di un'ampia regolazione dell'elemento. Tale molla viene compressa durante la rotazione e, mediante un maggiore attrito, trasmette la coppia all'albero di ingresso del cambio.
Video - Teoria ICE: Albero motore parte 2, "Smorzatore di vibrazioni"
In questo modo le vibrazioni torsionali nel motore e nella trasmissione dell'auto vengono ridotte durante il funzionamento. Come puoi vedere, non c'è nulla di complicato o incomprensibile qui. Vi auguriamo buona fortuna sulle strade!