 |
Aquest article podria incomplir els
criteris generals d'admissibilitat
.
Milloreu-lo
amb
referencies
que demostrin que es tracta d'un tema admissible o be podria entrar en un
proces d'esborrament
o
fusio
.
(2024)
|
Caixa de canvis de motocicleta.
La
caixa de canvis
o
caixa de velocitats
o simplement
caixa
es, en un
vehicle
motoritzat, l'element encarregat de
desmultiplicar
la velocitat de gir del motor aplicant a les rodes del
parell motor
la forca suficient per posar en moviment el vehicle des de la situacio de repos, i un cop en marxa obtenir un parell suficient per poder vencer les resistencies a l'avenc, fonamentalment les resistencies aerodinamiques, de rodament i de pendent.
El
motor de combustio interna
, al reves del que passa amb la
maquina de vapor
o el
motor electric
, necessita un regim de gir suficient (entre un 30% i un 40% de les rpm maximes) per proporcionar un
parell motor
capac d'iniciar el moviment del vehicle i mantenir-lo despres. Tot i aixi, cal reduir les revolucions del motor en una mesura suficient per tenir el parell suficient, es a dir si el parell requerit a les rodes es 10 vegades el que proporciona el motor, s'ha de reduir 10 vegades el regim. Aixo s'aconsegueix mitjancant les diferents relacions de
desmultiplicacio
obtingudes en el canvi, mes la del grup de sortida del
diferencial
. El sistema de
transmissio
proporciona les diferents relacions d'
engranatges
, de manera que la mateixa
velocitat
de gir del
cigonyal
es pot convertir en diferents velocitats de gir en les rodes. El resultat sobre les rodes de traccio es la disminucio de la velocitat de gir del motor, i l'augment en la mateixa mesura del parell motor aplicat, aixo s'enten millor amb l'expressio de la potencia P en un eix motriu:
on:
es la potencia (en W)
es el parell motor (a N · m)
es la velocitat angular (en rad/s)
En funcio d'aixo, si la velocitat de gir (velocitat angular) del motor transmesa a les rodes es menor, el parell motor augmenta, suposant que el motor lliura una
potencia
constant.
La caixa de canvis te doncs la missio de reduir el nombre de revolucions del motor, segons el parell necessari en cada instant.
A mes d'invertir el sentit de gir a les rodes, quan les necessitats de la marxa aixi ho requereixen. Va acoblada al volant d'inercia del motor, del qual rep moviment a traves de l'
embragatge
, en
transmissions manuals
; o mitjancant el
convertidor de parell
, en
transmissions automatiques
. La resta del sistema de transmissio va acoblat a la caixa de canvis.
Constitucio de la caixa de canvis
[
modifica
]
Eix intermediari d'una caixa de canvis manual. D'esquerra a dreta consta de les seguents parts: nervat per a la corona que engrana amb el primari, suport de rodament, pinyons d'acoblament, suport de rodament. El dentat recte correspon a la marxa enrere.
La caixa de canvis esta constituida per una serie de rodes dentades disposades en tres arbres.
- Arbre primari
. Rep el moviment a la mateixa velocitat de gir que el motor. Habitualment porta un unic
pinyo
conductor en les caixes longitudinals per traccio posterior o davantera. En les transversals en porta varis. Gira en el mateix sentit que el motor.
- Arbre intermedi
o intermediari. Es l'arbre oposat o contraeix. Consta d'un pinyo
corona
conduit que engrana amb l'arbre primari, i de diversos pinyons (habitualment tallats en el mateix arbre) que poden engranar amb l'arbre secundari en funcio de la marxa seleccionada. Gira al sentit oposat al motor.
En les caixes transversals aquest eix no existeix.
- Arbre secundari
. Consta de diversos engranatges conduits que estan muntats solts en l'arbre, pero que es poden fer solidaris amb dit arbre mitjancant un sistema de desplacables. Gira en el mateix sentit que el motor (canvis longitudinals), i en sentit invers a les caixes transversals. En altres tipus de canvi, especialment motocicletes, automobils i camions antics, els pinyons es desplacen sencers sobre l'eix.
La posicio axial de cada roda esta controlada per unes forquilles accionades des de la palanca de canvis i determina quina parella de pinyons engranen entre el secundari i l'intermediari. O entre primari i secundari segons sigui canvi longitudinal o transversal. Quan s'utilitzen
sincronitzadors
, l'enllac tangencial es pot alliberar en funcio de la posicio axial d'aquests i les rodes dentades no tenen llibertat de moviment axial.
En les caixes transversals, la reduccio o
desmultiplicacio
final de l'eix secundari/corona del diferencial inverteix de nou el gir, de manera que la corona gira en el mateix sentit que el motor.
- Eix de marxa enrere
. Porta un pinyo que s'interposa entre els arbres intermediari i secundari (longitudinal) o primari i secundari (transversal) per invertir el sentit de gir habitual de l'arbre secundari. En l'engranatge de marxa enrere, normalment s'utilitza un dentat recte, en lloc d'un dentat helicoidal, mes senzill de fabricar (d'aqui el soroll especial de quan es fa marxa enrere).
Tots els arbres es donen suport, per mitja de
coixinets
, axials, a la carcassa de la caixa de canvis, que sol ser de
fosa grisa
(ja en desus),
alumini
o
magnesi
i serveix d'allotjament als engranatges, dispositius d'accionament i en alguns casos el
diferencial
, aixi com de recipient per a l'
oli
de greixatge
En diversos vehicles com alguns
camions
,
vehicles agricoles
o
automobils tot terreny
, es disposa de dues caixes de canvis acoblades en serie, majoritariament mitjancant un embragatge intermedi. A la primera caixa de canvis es disposen poques relacions de canvi cap endavant, normalment 2, (directa i reductora), i una marxa enrere, utilitzant l'eix de marxa enrere per invertir el sentit de rotacio.
La
lubricacio
es pot fer mitjancant: Barboteig, mixt, a pressio, a pressio total o per carter sec.
Classificacio de les caixes de canvi
[
modifica
]
Hi ha diversos tipus de caixes de canvis i diverses maneres de classificar. Fins al moment en que no s'havien desenvolupat sistemes de control electronic la distincio era molt mes senzilla i intuitiva, ja que descrivia la construccio i funcionament. Al desenvolupar-se sistemes de control electronic es dona la paradoxa que hi ha caixes manuals amb possibilitat d'accionament automatitzat (per exemple l'Alfa Romeo) i caixes automatiques amb possibilitat d'intervencio manual. La classificacio en funcio de l'accionament es una de les classificacions acceptades per major nombre d'autors:
Manuals, mecaniques o sincroniques
[
modifica
]
Tradicionalment es denominen caixes mecaniques les que es componen d'elements estructurals (i funcionals),
rodaments
, etc. de tipus mecanic. En aquest tipus de caixes de canvi, la seleccio de les diferents velocitats es realitza mitjancant comandament mecanic, encara que aquest pot estar automatitzat.
Els elements sotmesos a
fregament
eixos, engranatges,
sincronitzadors
, o selectors estan lubricats mitjancant bany d'oli (especific per engranatges) al carter aillats de l'exterior mitjancant juntes que garanteixen l'
estanquitat
.
Els enllacos a l'interior es realitzen mitjancant
mecanismes
compostos de
balancins
i eixos guiats per coixinets. L'accionament dels mecanismes interns des de l'exterior de la caixa (que ha d'accionar un eventual conductor) es realitzen amb una palanca directa sobre el canvi o en els motors tranversals mitjancant
cables
flexibles o varetes rigides.
Les diferents velocitats de que consta la caixa estan sincronitzades. Aixo vol dir que disposen de mecanismes de sincronitzacio que permeten igualar les velocitats dels diferents eixos de que consta la caixa durant el canvi d'una a una altra.
La connexio
cinematica
entre el motor i la caixa de canvis es realitza mitjancant l'
embragatge
.
Dins d'aquest grup hi ha la caixa de canvis manual automatitzada de doble embragatge
Caixa de canvis de doble embragatge
-a
alemany
direkt Schaltgetriebe-del
Grup Volkswagen
i la caixa de canvis automatica de doble embragatge en sec DDCT-a
angles
Dual Dry Cluth Transmissio-de
Fiat Group Automobiles
, les quals permeten el funcionament en mode manual o automatic, a mes d'obtenir una velocitat de transmissio entre marxes molt superior al comptar amb la presencia de dos embragatges, un encarregat de les marxes parells i l'altre de les senars (i marxa enrere).
Automatiques o hidromatiques
[
modifica
]
La caixa automatica es un sistema que, de manera autonoma, determina la millor relacio entre els diferents elements, com la potencia del motor, la velocitat del vehicle, la pressio sobre l'accelerador i la resistencia a la marxa, entre altres. Es tracta d'un dispositiu electro-hidraulic que determina els canvis de velocitat, en el cas de les caixes d'ultima generacio, el control el fa un calculador electronic.
Mentre que la caixa de canvis manual es compon de parells d'engranatges cilindrics, la caixa automatica funciona amb trens epicicloidals en serie o paral·lel que conformen les diferents relacions de transmissio.
Comparacio entre sistemes
[
modifica
]
| Tipus
|
Avantatges
|
Desavantatges
|
Denominacions comercials
|
| De trens epicicloidals
|
- Comoditat
- Alt poder de traccio
- Economia de manteniment
|
- Pes elevat
- Baix rendiment mecanic
|
Steptronic, 7G-tronic,
Tiptronic
, Proactiva, CAS
|
| Pilotada
|
- Canvis molt rapids
- Durabilitat mecanica
- Alt rendiment mecanic
|
- Brusquedat en canvis rapids
|
Selespeed
, Sensodrive,
Dualogic
,
Dfn
, 2-tronic, Easytronic, i-Shift, R-tronic, SMG, Cambiocorsa, F1, E-Gear
|
| Doble embragatge
|
- Canvis gairebe instantanis
|
- Elevat pes i complexitat mecanica respecte d'una caixa pilotada convencional
|
BorgWarner (
Caixa de canvis de doble embragatge
a Volkswagen, S-tronic a
Audi
),
Fiat Powertrain Technologies
(
DDCT
a
Fiat
,
Lancia
,
Abarth
i
Alfa Romeo
), PDK, DKG, Powershift, SST, Nissan GT-R
|
| Variador continu
|
- Suavitat
- Infinites relacions de transmissio en un rang molt ampli
|
- Parell de transmissio limitat
|
Hypertronic, multitronic, Autotronic, Multidrive S, Toyota Prius,
Speedgear
|
La caixa de velocitats dissenyada per Leonardo da Vinci
[
modifica
]
Leonardo da Vinci
va arribar a dissenyar en els seus temps el que seria el precursor de les caixes de canvis dels cotxes moderns. Imbuit per la febre del desenvolupament industrial que fomentava
Ludovico Sforza
, Leonardo da Vinci va dissenyar una caixa de canvis formada per dues peces, una cilindrica i una altra conica que mitjancant una serie d'engranatges convertia el mecanisme en un canvi de velocitats.
Tenen una carcassa externa (generalment d'alumini) per a protegir els mecanismes interns com la permanent lubricacio amb oli. En determinades ocasions es pot trencar a causa de l'impacte d'un element extern o causa del trencament d'un engranatge. En aquest cas s'ha de soldar o fer-la estanca per que funcioni correctament.
Bibliografia
[
modifica
]
- Manual de la tecnica del automovil
(en castella). 4. ed. compl. rev. Plochingen: Bosch, 2005.
ISBN 978-3-934584-82-2
.
Enllacos externs
[
modifica
]
|
|---|
|
| Components
| |
|---|
| Tipus
| |
|---|
| Tecnologia
| |
|---|