Meccanica del veicolo

F F

m e

a F

e

Disegno di frizione di tipo automobilistico e schema di leva di disinnesto.

Un disco unico (A), accoppiato prismaticamente all’albero a destra, porta le guarnizioni d’attrito.

Esso è premuto fra volano (B) e spingi–disco (C), quest’ultimo accoppiato prismaticamente al

volano (mediante i risalti L). Al volano è fissato un coperchio (G). Fra coperchio e spingi–disco

vi sono molle precaricate (M). A frizione innestata i due alberi non sono caricati assialmente (le

reazioni delle molle sono interne alla scatola del volano). Per disinnestare, dall’esterno si applica

una forza assiale al manicotto (D), diretta verso sinistra, mediante una forchetta. La traslazione

del manicotto provoca la rotazione della leva (E) che fa traslare a destra lo spingi–disco, che

comprimendo ulteriormente le molle si stacca dal disco. A questo punto l’albero a destra continua

ad essere assialmente scarico, mentre vi è un carico assiale sul solo albero motore a sinistra. 3

Le leve sono 3, disposte a 120°. Nello schema raffigurato a destra si considera una singola leva

(in realtà la retta d’azione delle risultanti è l’asse dell’albero) dal cui equilibrio si deduce:

b

 

F F F F

e m e m

a + ; inoltre continua a scaricarsi –

Sul coperchio, quindi sul volano, si scarica la somma F F F

e m m

per l’azione diretta delle molle; l’effetto netto che carica assialmente l’albero a sinistra (forza di

disinnesto , diretta verso sinistra) grazie alle leve risulta essere di modesta entità.

F e

Essendoci 2 superfici di attrito si ha:

 

m

2 (con elevato, grazie alle guarnizioni d’attrito)

M F r

max

f m m

I dischi di lamiera su cui sono montate le guarnizioni d’attrito sono ondulati per garantirne una certa

cedevolezza assiale, e di conseguenza rendere l’innesto frizione graduale.

Un problema è dato dalle molle elicoidali, che tendono a flettere sotto l’azione della forza centrifuga.

Innesto a frizione monodisco, con molla a diaframma. 4

In luogo di molle elicoidali in realtà viene sempre utilizzata una molla a diaframma (a tazza), non

soggetta a problemi di centrifugazione. Le molle a tazza, inoltre, consentono soluzioni costruttive

di minore ingombro, più compatte.

La molla a tazza, come mostrato nella figura precedente, è precaricata dalla campana avvitata al

volano. Per disinnestare la frizione si applica un carico assiale ai cosiddetti petali della molla. Il

prodotto della forza per la lunghezza dei petali fornisce il momento applicato al bordo interno della

molla a tazza. Esso tende ad appiattire la molla, azzerando la sua reazione sulla sporgenza dello

spingi–disco. Innesto a frizione monodisco di tipo automobilistico.

L’innesto in figura, progettato per una coppia massima trasmissibile di 300 Nm, è composto da:

albero motore (P), albero condotto (T), disco condotto (G), spingi–disco (N), volano (E), campana

(A), flangia di fissaggio campana/volano (B), rivetto (D) e anelli (L) per l’infulcramento della molla

a diaframma (M) alla campana, levette integrate nella molla a diaframma per comando disinnesto

(petali H), reggispinta comando disinnesto (I), corona dentata comando avviamento (O).

La coppia prismatica fra spingi–disco e volano è realizzata mediante un sistema a tre balestrini

flessibili (C), ciascuno con un estremo vincolato allo spingi–disco, e l’altro al coperchio. 5

Soluzioni diverse per l’infulcramento della molla a diaframma alla campana.

Frizione multidisco.

La frizione multidisco raffigurata (per uso non automobilistico) presenta 5 dischi ( = 5) e 10

N d

superfici di contatto ( = 10). In presenza di più dischi il momento massimo trasmissibile risulta

N c

essere:  m

M N F r

max

f c m m

I dischi di frizione sono premuti dalla molla compressa in battuta contro l’elemento C. Il disinnesto

avviene applicando una forza assiale contraria tramite l’elemento S. 6

I parastrappi sono giunti elastici con smorzamento isteretico interposto tra mozzo e disco.

Consentono di ridurre i picchi di momento durante le manovre di innesto frizione.

Tali giunti innanzitutto possiedono molle che vanno in compressione; di seguito vari casi:

Al parastrappi si aggiunge inoltre una piccola frizione precaricata con molla a tazza, che faccia

attrito sul disco del parastrappi stesso, il quale subisce piccole oscillazioni rispetto al mozzo.

Durante le piccole oscillazioni relative viene dissipata energia per attrito coulombiano e nasce un

ciclo d’isteresi, come rappresentato nella figura seguente (A indica la curva reale e D evidenzia

l’isteresi). 

, coppia ).

Caratteristica di un parastrappi (angolo C

Il parastrappi deve essere provvisto di fine corsa, quando le molle vanno a pacco. 7

Disco per frizione di automobile, dotato di parastrappi.

Legenda: mozzo (M); armatura (AR); larghezza delle aperture di alloggiamento delle molle (a, b,

c);

c); lunghezza delle molle scariche (a’, b’, c’); gioco delle molle nelle aperture 2 e 3 (b,

smorzatori ad attrito (at), molla a diaframma (df) per il carico delle guarnizioni di frizione dello

smorzatore ad attrito.