5. CAMBIO descrizione

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1 ambio powe - shift 5. AMBIO 5.. descizione Tattasi di cambio meccanico a te velocità avanti e te velocità indieto, ealizzate mediante cinque iduttoi epicicloidali vaiamente collegati ta loo. Tutte le cinque coone dei otismi sono collegate ad una popia fizione multidisco in bagno d olio nomalmente apeta che chiudendosi le ende solidali al telaio. L azionamento delle fizioni avviene mediante olio in pessione. La seguente figua ipoduce il disegno meccanico del complessivo del cambio ipotato nel manuale di officina di un bulldoze AT di stazza minoe di quello in esame. Un cambio di questo tipo non pevede spostamenti di uote e modifica di inganamenti pe ealizzae la cambiata : tutto avviene con tutti gli inganaggi sempe in pesa e mediante bloccaggio gaduale di fizioni. E dunque paticolamente adatto pe cambi apidi anche sotto sfozo, anche se occoe comunque passae dalla posizione di folle ta una macia e l alta, 7

2 ambio powe - shift opeazione che avviene in automatico mediante sevovalvole e vitualmente non avvetita dall opeatoe. E il classico cambio owe-shift : non occoe femae la macchina pe cambiae macia, un notevole contibuto alla poduttività. Lo schema seguente è icavato dall ossevazione del complessivo visto oa. Le quote degli inganaggi sono fittizie: anche se il disegno meccanico del cambio non è in scala, pe una valutazione comunque buona dei appoti di tasmissione è sufficiente misuae con sufficiente pecisione le dimensioni delle uote dentate, in quanto le iduzioni sono appoti di lunghezze e dunque non inteessa conoscee di queste l esatto valoe, ma solo il appoto dimensionale ta esse. Si distingue lo stadio di ingesso ed invesione costituito dai otismi e 2: tutte le mace avanti pevedono una pe iduzione mediante il otismo che con la fizione bloccata diventa un coona fissa che non invete la otazione dell albeo di ingesso IN, mente tutte quelle indieto pevedono bloccata la fizione 2 quindi la coona 2, quindi la pe iduzione avviene mediante il otismo invetente 2. La soluzione del otismo invetente è sembata inteessante ed è analizzata in seguito funzionamento della pima macia avanti Ogni macia è ealizzata bloccando oppotunamente alcune delle cinque fizioni : quali esse siano è chiaamente spiegato sul manuale d officina consultato in ete, da cui è tatto il complessivo del cambio. Ai fini del dimensionamento della iduzione finale inteessa conoscee pima di tutto la iduzione della pima macia avanti, quella appunto che gaantisce la maggio coppia alla minoe velocità. Facendo ifeimento allo schema del cambio: Le fizioni bloccate sono la e 5. 8

3 ambio powe - shift Il solae fa giae i satelliti s che eagiscono sulla coona fissa e fanno giae nello stesso veso del il potateno. Il potateno 2 iceve il moto dalla coona che è folle, ma costetta a giae dal collegamento ta i solai e 5 fissi entambi sull albeo di uscita OUT. La velocità di otazione di e 5 deve essee la stessa, ma e 5 sono solai di otismi con dimensioni divese inteconnessi in modo che la coona sia solidale con il poteno 2 che è il potateno dei otismi 4 e 5. Il potateno 2 fa giae i satelliti s5 che fanno giae il solae 5, che è solidale al solae. Oa i satelliti s giano sia peché il potateno su cui sono fissati gia, sia peché gia il solae. La coona è folle e gia anche lei di conseguenza, contibuendo alla otazione del potateno 2. In patica la coppia in uscita dallo stadio di ingesso e invesione del cambio costituito dai otismi e 2 viene distibuita ta il potateno 2 e il solae, ipatendo gli sfozi. Si nota come i otismi invetenti 2 e 4 non patecipino alla iduzione in quanto le loo coone non sono bloccate. Il solae 5 è solidale all albeo di uscita OUT. Vediamo le equazioni isolutive pe la pima macia avanti: Vale aggi delle coone aggi dei solai se aggi satelliti esteni si aggi satelliti inteni ) + con 0 + 2) ) con ) 5 Sostituendo 4) e ) in 2) si ottiene la ( 5 ) ; icavando da ) e sostituendo in ( 5 ) si ottiene ( 5 ) quindi 5 ( ). 5) Sostituendo le misue dei aggi dello schema si ottiene: 6) 5 0, 82 9

4 ambio powe - shift 5.. otismo di invesione e pima macia indieto Il otismo 2 è l invesoe. Rispetto ad un epicicloidale tipico pesenta una seie di satelliti in più. Si distingueanno satelliti esteni e satelliti inteni. Essendo una configuazione non tovata isolta sui testi a disposizione, si è itenuto oppotuno calcolane il appoto di tasmissione. In questa figua di ifeimento il potateno è disegnato come vitualmente fisso pe evidenziae come in questa condizione il otismo diventi odinaio, ovveo calcolabile come una cascata di uote estene che inganano su una intena: Secondo Willis, si possono ifeie le velocità di otazione di tutte le uote a quella del potateno (come se un ossevatoe fosse solidale al potateno) e scivee: 7) ( ) ( ) si se si se che semplificata diventa e in definitiva 8) 9) ( ) ( ) e otismi a coona fissa vale dunque: 0) 40

5 ambio powe - shift A questo punto basta utilizzae nuovamente la 5) del paagafo pecedente utilizzando a secondo membo la 0) scitta pe il otismo 2 pe ottenee la iduzione della pima indieto, che pevede bloccata la fizione 2 del otismo invetente anziché la fizione, e ovviamente sempe bloccata anche la fizione 5: Sostituendo le misue dei aggi del otismo 2 dello schema in 0) si ottiene: ) 0, 452 mente il appoto della pima indieto isulta 2) 5, 0 Dunque la etomacia è un po più lunga della macia avanti, e questo vale pe ogni macia. La agione pe cui sia così nella maggio pate delle macchine movimento tea, non solo pe i bulldoze sta nel fatto che le manove in etomacia non pevedono spinta di mateiale e sevono in genee come posizionamento del mezzo pe una spinta successiva in avanti, dunque una maggio apidità consente una diminuzione dei tempi ciclo tipici (pe il bulldoze: posizionamento, spinta, iposizionamento, spinta successiva) alte mace e conclusioni La seguente tabella ipota le combinazioni di fizioni bloccate pe ciascuna macia e alcuni dei appoti di tasmissione calcolati in base alle misue dello schema. Nei calcoli occoe paticolae attenzione al veso delle otazioni utilizzando le fomule isolutive pe i otismi dietti ed invetenti. 2 MARIA FRIZIONI BLOATE RATIO out / in calcolato adottato I AVANTI II AVANTI.4 III AVANTI FOLLE I INDIETRO Non utilizzato II INDIETRO 2 III INDIETRO 2 4 E pue inteessante notae come il cambio non funzioni da iduttoe in patica, se mai da moltiplicatoe, e a ipova di questo basta ossevae la dimensione degli albei di ingesso ed uscita, dove addiittua si pesenta l albeo di uscita di diameto minoe dell albeo di ingesso, seppu di poco. In un dimensionamento di massima a tosione il appoto ta momenti tasmessi saebbe pai al appoto ta i cubi dei diameti degli albei in base alla M t τ max 6 d π mente in questo caso sembeebbe si sia scelto di sovadimensionae lievemente l albeo di ingesso, ma si tatta comunque di consideazioni a pima vista. Del esto la moltiplicazione di coppia è compito del guppo convetitoe divisoe e successivamente della iduzione finale. e giunta, ealizzae un cambio di questo tipo con foti iduzioni al suo inteno compoteebbe maggioi coppie di eazione sulle coone pobabilmente non confontabili ta loo, quindi fizioni di dimensioni divese ta loo. Invece dallo schema si 4

6 ambio powe - shift nota come le fizioni siano paticamente identiche anche se nulla si può die sulla loo pessione di azionamento. In sostanza, il disegno del complessivo si pesenta quasi come una seie di componenti modulai collegati ta loo senza gandi vaiazioni di dimensione ta un elemento e l alto, e si è pue visto come con la iduzione più accentuata della pima macia venga ipatita la coppia ta i solai dei otismi 4 e 5 al fine di contenee gli sfozi. Realizzae foti iduzioni all inteno di uno schema di questo tipo avebbe sicuamente compotato la pedita della compattezza e della modulaità del disegno, potando a dimensioni degli ogani accentuatamente divese ta loo. Del esto, se un meccanismo necessaiamente deve essee fotemente stessato, è meglio anche che sia più semplice a scapito delle dimensioni. Intevenie sulle iduzioni a denti diitti o sulla coppia conica a valle del cambio è anche più semplice che intevenie sul cambio stesso, che in patica salvo difetti di fabbicazione è un ogano che nella noma non necessita inteventi duante l intea vita della macchina secondo l espeienza delle officine di evisione. ATERILLAR non dichiaa la appotatua del cambio della macchina di ifeimento, e ipota diettamente le velocità massime di taslazione aggiungibili con le vaie mace. Bene, pu tattandosi di un modello di molto pecedente, il cambio oa esaminato pesenta in patica la stessa spaziatua ta i appoti del modello D in esame: pae a questo punto che si sia aggiunto uno standad al iguado. In seguito, nello studio della tasmissione veà utilizzato questo tipo di cambio vaiando solo lievemente il appoto della teza macia avanti calcolato: nel tacciae le cuve tazione velocità si è ivelato un poco coto. Veanno calcolate di conseguenza le necessaie iduzioni a valle. 42