Costruzione di autoveicoli

TRASMISSIONE: INNESTO A FRIZIONE

La trasmissione è l'insieme degli organi di un autoveicolo che trasmettono il moto dal motore, prendendolo dal volano (che è la presa di forza) e portandolo alle ruote. Comprende la frizione, il cambio di velocità, l'eventuale albero di trasmissione, il differenziale, i semiassi, i giunti più altre parti che possono servire in particolari situazioni.

Per descrivere gli organi della trasmissione bisogna prima di tutto definire il tipo di trazione dei veicoli, partendo dal presupposto che in un'autovettura almeno una coppia di ruote, appartenenti allo stesso asse, viene comandata attraverso la trasmissione.

Andiamo a definire i principali organi della trasmissione:

• frizione: permette di attaccare e staccare il motore dal resto della trasmissione;
• cambio di velocità: segue la frizione e serve a ridurre il rapporto tra i giri del motore e quelli delle ruote, allo scopo di ripartire meglio la potenza.

Il primo caso è il più frequente nelle vetture a uso civile, perché consente di equilibrare abbastanza le masse e le forze di trazione, garantendo una buona guidabilità a chiunque; la trazione anteriore presenta un comportamento sottosterzante quando si accelera in curva, comunque controllabile.

La trazione anteriore è la più economica da realizzare ed anche la più leggera, perché non richiede l'albero di trasmissione.

La trazione posteriore con motore anteriore è una soluzione (adottata da molte vetture sportive) che permette di equilibrare il veicolo sul piano dei pesi.

I difetti della trazione posteriore con motore anteriore stanno nella necessità di trasmettere il moto dalla parte anteriore del veicolo a quella posteriore, cosa che richiede un albero di trasmissione, pesante ma soprattutto ingombrante, per far passare il quale deve essere realizzato nel pavimento dell'abitacolo il cosiddetto tunnel.

della trasmissione, situato assialmente in posizione centrale. Un altro difetto delle vetture con trazione posteriore e motore anteriore è l'effetto sovrasterzante ed è per questo più adatta a piloti più esperti.

Il volano

Il volano è un disco di acciaio che ha due funzioni: regolarizzare, grazie all'inerzia che possiede, la rotazione dell'albero motore e consentire l'accoppiamento con la frizione, che richiede una superficie relativamente vasta. Per questa ragione il volano ha la faccia rivolta all'esterno del motore liscia e ben piana, in quanto non devono esserci ondulazioni, pena il danneggiamento della frizione.

Nel volano sono realizzati i fori che permettono di serrare il volano alla flangia dell'albero motore che lo supporta, tramite bulloni.

Da parecchie decine di anni i volani vengono costruiti con il bordo o parte di esso dentellato: ciò serve ad innestare il pignone del motorino di avviamento.

74 Sempre sul

il disco. Ciò non si verifica nella guida normale, ma quando si solleva di colpo la frizione con il motore a regime di coppia massima, a veicolo fermo.

Per quanto riguarda il rischio di rottura, potrebbe essere risolto sovradimensionando il disco della frizione, però ciò comporterebbe l'aumentarne la superficie d'attrito e il diametro delle molle parastrappo (che si vedranno in seguito), ingrandendo troppo il gruppo frizione.

Allora i progettisti hanno pensato di scomporre il volano in due parti: una avvitata alla flangia dell'albero motore (che riporta il settore dentato per il calettamento del pignone del motorino di avviamento) e l'altra sulla quale preme il disco della frizione; le due sono unite da un piatto girevole che le tiene a una distanza prefissata e ne consente una rotazione angolare anche di 60° l'una rispetto all'altra. Il moto dalla prima metà (volano primario) alla seconda (volano secondario) viene trasmesso

Attraverso dei denti posti in quest'ultima, che entrano in apposite cave ricavate nella porzione collegata al motore. Le cave sono abbastanza larghe da consentire ai denti di muoversi angolarmente, ovvero alla seconda metà del volano di girare rispetto alla prima. Tra ogni dente e un lato della cava corrispondente è sistemata una robusta molla curva che attutisce il movimento ed evita l'urto quando viene collegata la trasmissione; le molle sono due o più, situate dal lato dei denti che va incontro alla parete delle cave, tenendo conto del verso di rotazione del volano.

La frizione è il primo organo della trasmissione che si trova dopo il motore ed entra in contatto con il volano, dai cui prende il moto e lo trasmette agli altri organi. Serve per rendere possibili i cambi di velocità che, siccome si realizzano spostando gli ingranaggi, devono essere realizzati evitando differenze di velocità tra quelli che si vanno ad ingranare;

Il distacco permette di liberare l'albero primario e consentirgli di prendere la velocità di quello secondario. La trasmissione del moto viene effettuata con un sistema ad attrito, il quale, sebbene sembri sbagliato perché comporta usura e slittamento in condizione limite, è l'unico praticabile; infatti l'alternativa sarebbe usare due ingranaggi, uno sull'albero motore e l'altro sul resto della trasmissione, ma come si farebbe ad ingranarli quando i due ruotano a velocità diverse?

Esistono tre generi di frizione usati nella trasmissione degli autoveicoli:

• frizione a disco secco;
• frizione a bagno d'olio;
• frizione centrifuga.

La frizione attualmente più usata è quella monodisco a secco, cosiddetta perché ha un solo disco. La coppia fornita dal motore viene trasmessa all'albero condotto sfruttando la resistenza d'attrito che si sviluppa tra due superfici, una solidale.

All'albero motore e l'altra all'albero di entrata del cambio, premute tra loro grazie all'azione di molle.

La frizione consta di un disco (disco frizione) in lamiera di acciaio rivestito nella zona periferica di entrambe le facce di materiale leggermente abrasivo disposto a disco e fissato mediante ribattinio rivetti; il rivestimento ha un elevato potere di attrito.

La parte centrale del disco condotto è calettata, mediante un mozzo internamente dentato, all'albero che trasmette il moto al cambio: il mozzo rende le due parti solidali per quanto riguarda il movimento angolare ma lascia libero il disco di scorrere lungo l'asse di tale albero. Per rendere più elastico e progressivo l'innesto della frizione, il disco è provvisto di un sistema di molle parastrappi (smorzatore di torsione).

Il disco frizione, a riposo viene tenuto premuto contro il volano da un anello d'acciaio chiamato anello di spinta o spingidisco, a sua volta

spinto da potenti molle elicoidali o da un’unica molla adiaframma (molla a tazza a lamine radiali) contro la superficie esterna del volano, cosicché ruotainsieme ad esso e trascina in rotazione l’albero cui è calettato.

Per interrompere la trasmissione si agisce a seconda del tipo di frizione: in quella con la molla adiaframma, riportata nella seguente figura, 77una leva, spinge su un cuscinetto detto “reggispinta” perché può sopportare sollecitazionilaterali, il quale preme sulla periferia dei raggi della molla provocando l’allontanamento del bordoesterno della stessa. La molla a diaframma (molla Belleville) è sagomata a cupola o tazza e vieneimperniata su alcune colonnine che radialmente si trovano fra il centro e la periferia; quando sipreme sul centro in modo da schiacciare la cupola, la periferia tende ad andare nella direzionecontraria: 78Dato che la periferia della molla a diaframma è incastrata (o è

fissata mediante colonnine) nel bordo posteriore dello spingidisco, quando arretra tira indietro di alcuni millimetri lo spingidisco. Ciò lascia allontanare il disco frizione dal volano e stacca la frizione. Questo vale per la frizione premuta, che è quella più comune. Esiste poi la frizione tirata, dove la molla è a diaframma e viene tirata al centro dal cuscinetto reggispinta incastrato tra le suelinguette mediante un anello scanalato; la molla punta con l'esterno sul bordo del coperchio frizione, cui è vincolata e in un punto intermedio è rivettata allo spingidisco. Con la soluzione "a molla tirata" si ha un migliore sfruttamento dello spazio disponibile per il disco e la conseguente riduzione dell'ingombro della scatola o la riduzione dello sforzo. Il vantaggio è pagato con il maggior costo del fissaggio del reggispinta (si veda figura) e rende tale soluzione adatta per le versioni sovralimentate dei motori che