COME FUNZIONA IL CAMBIO DELLA MOTO

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1 COME FUNZIONA IL CAMBIO DELLA MOTO PREMESSA: stiamo parlando di cambio ad ingranaggi sempre in presa ed innesti frontali (usato oggi nella stragrande maggioranza dei motori moderni), per cui lasciamo perdere quelli con presa diretta o quelli a crociera (Vespa) o altre soluzioni estemporanee. GLI ALBERI DEL CAMBIO Ci sono due alberi del cambio nel basamento: il PRIMARIO, collegato solidalmente con la frizione, ed il SECONDARIO, collegato solidalmente al pignone della trasmissione secondaria. Su ciascuno degli alberi sono presenti gli ingranaggi delle singole marce del cambio, disposti a coppie, i cui denti sono sempre in presa, ovvero qualunque sia la marcia innestata tutti gli ingranaggi girano; allora dov è il trucco? Il trucco è il seguente: alcuni ingranaggi sono calettati sul rispettivo albero con l interposizione di una gabbia a rullini, e sono quindi liberi di girare folli (ovvero se si prende l estremità dell albero in una mano si può far girare liberamente l ingranaggio folle con l altra); altri ingranaggi sono invece calettati solidalmente sul rispettivo albero, o perché riportati direttamente di lavorazione o mediante un accoppiamento scanalato. Ingranaggio folle su gabbiette a rullini Ingranaggio calettato su accoppiamento scanalato INGRANAGGI FOLLI, SOLIDALI, SCORREVOLI Prendiamo ad esempio un cambio a 6 marce di un motore Ducati 1000DS (disposizione degli ingranaggi e delle forchette possono variare da motore a motore); dal disegno in sezione si vede che l ingranaggio 1P (il numero indica la marcia, la lettera se l ingranaggio sta sul Primario o sul Secondario) è ricavato di lavorazione sull albero, mentre l ingranaggio 1S è folle; guardando gli altri possiamo fare questo schema: Ingranaggi folli: 1S, 2S, 3S, 4S, 5P, 6P Ingranaggi solidali: 1P, 2P, 3P, 4P, 5S, 6S Ingranaggi scorrevoli: 3P, 4P, 5S, 6S 1

2 Cosa sono gli ingranaggi scorrevoli? Sono quegli ingranaggi che, pur essendo solidali all albero del cambio, sono liberi di scorrere assialmente a destra e sinistra lungo l albero, comandati dalle forchette spostamarce. Sempre esaminando il disegno, si vede che gli ingranaggi 3P e 4P sono realizzati in un unico pezzo. ALBERI E INGRANAGGI VISTI DAL VERO Proviamo a vedere l albero primario scomposto dal vero: si nota l ingranaggio 1P ricavato di pezzo, poi da destra verso sinistra il 5P, l ingranaggio unico 4P 3P, il 6P e infine il 2P. Si vedono le scanalature sull albero e quelle sugli ingranaggi 2P, 3P e 4P; la superficie liscia interna e le gabbiette a rullini del 5P e del 6P; le protuberanze (denti frontali) del 4P e del 6P. Nel particolare si vede la doppia dentatura frontale dell ingranaggio unico 3P 4P e, al centro, la cava per la forchetta spostamarce. 2

3 Questo invece è il secondario smontato: sempre da destra verso sinistra, abbiamo il 2S con la sua gabbia a rullini, il 6S con la sua scanalatura, i suoi denti frontali e la cava per la forchetta spostamarce, 3S e 4S folli con relative gabbiette, il 5S scanalato con denti frontali e cava forchetta, infine 1S folle su gabbietta; i restanti pezzettini sono anelli di fermo e rondelle di rasamento che fanno la felicità dei meccanici al rimontaggio quando non sono rimesse nell ordine corretto! 3

4 GLI INNESTI FRONTALI Come funziona il meccanismo dell innesto frontale? Come più banalmente non si può, i denti frontali dell ingranaggio conduttore vanno ad inserirsi in delle cave realizzate nell ingranaggio adiacente (condotto), che quindi diventa solidale col conduttore e ne trasmette la coppia di rotazione; questo è quello che accade, nel cambio in esame, negli ingranaggi 1S, 2S, 3S, 4S. Cave realizzate nell ingranaggio condotto 4

5 In alternativa, anche l ingranaggio condotto può avere dei denti frontali, che vengono ingranati dal conduttore: nel cambio in esame, questo accade negli ingranaggi 5P e 6P. Ingranaggio condotto (9) con denti frontali TAMBURO E FORCHETTE Vediamo cosa succede quando muoviamo la leva del cambio: tramite un particolare leveraggio viene fatto girare il tamburo selettore, che presenta delle scanalature sagomate; nelle scanalature sono inseriti i piolini delle forchette spostamarce, le cui estremità sono a loro volta inserite nelle cave degli ingranaggi scorrevoli. Forchette spostamarce 5

6 Forchetta inserita nella cava dell ingranaggio scorrevole Piolino della forchetta spostamarce Tamburo selettore e scanalature per i piolini delle 3 forchette spostamarce In soldoni, quando il tamburo gira le forchette si spostano assialmente portando con se i corrispettivi ingranaggi scorrevoli; questi, andando ad ingranarsi con gli adiacenti ingranaggi condotti, determinano attraverso quale percorso viene trasmessa la coppia motrice dal primario al secondario. Le forchette spostamarce sono alloggiate su due perni di guida lungo i quali possono scorrere assialmente. 6

7 Perni guida delle forcelle spostamarce (30) TUTTO IL CAMBIO MINUTO PER MINUTO Esaminiamo ora cosa succede nel cambio marcia per marcia. FOLLE 7

8 Nessun ingranaggio scorrevole è in presa con uno degli ingranaggi adiacenti: il primario gira, e con esso l ingranaggio 1P, ma 1S è su gabbia a rullini e quindi non trasmette il moto al secondario; la coppia motrice entra ed esce all interno del primario. PRIMA MARCIA La forchetta A si sposta a sinistra portando con se l ingranaggio 5S, i cui denti frontali si infilano nelle cave presenti nell ingranaggio 1S; quest ultimo diventa solidale, attraverso 5S, al secondario; la coppia motrice passa attraverso 1P, 1S e 5S ma l ingranaggio 5P gira folle e pertanto non trasmette coppia. SECONDA MARCIA 8

9 La forchetta A torna in posizione neutra, la forchetta B si sposta a destra portando con se l ingranaggio 6S, i cui denti frontali si infilano nelle cave presenti nell ingranaggio 2S; quest ultimo diventa solidale, attraverso 6S, al secondario; la coppia motrice passa attraverso 2P, 2S e 6S ma l ingranaggio 6P gira folle e pertanto non trasmette coppia. TERZA MARCIA La forchetta B si sposta a sinistra portando con se l ingranaggio 6S, i cui denti frontali si infilano nelle cave presenti nell ingranaggio 3S; quest ultimo diventa solidale, attraverso 6S, al secondario; la coppia motrice passa attraverso 3P, 3S e 6S ma l ingranaggio 6P gira folle così come il 4S e pertanto non trasmettono coppia. QUARTA MARCIA 9

10 La forchetta B torna in posizione neutra, la forchetta A si sposta a destra si sposta portando con se l ingranaggio 5S, i cui denti frontali si infilano nelle cave presenti nell ingranaggio 4S; quest ultimo diventa solidale, attraverso 5S, al secondario; la coppia motrice passa attraverso 4P, 4S e 5S ma l ingranaggio 5P gira folle così come il 3S e pertanto non trasmettono coppia. QUINTA MARCIA Le forchette A e B sono in posizione neutra, la forchetta C si sposta a sinistra portando con se l ingranaggio 4P 3P, i cui denti frontali vanno ad ingranare con i denti frontali di 5P; quest ultimo, che a riposo gira in folle sul primario, diventa solidale con 4P e pertanto riceve coppia dal primario, che trasmette a 5S che a sua volta è solidale col secondario; gli ingranaggi 3S e 4S girano folli e non trasmettono coppia. SESTA MARCIA 10

11 La forchetta C si sposta a destra si sposta portando con se l ingranaggio 4P 3P, i cui denti frontali vanno ad ingranare con i denti frontali di 6P; quest ultimo, che a riposo gira in folle sul primario, diventa solidale con 3P e pertanto riceve coppia dal primario, che trasmette a 6S che a sua volta è solidale col secondario; gli ingranaggi 3S e 4S girano folli e non trasmettono coppia. Come abbiamo visto, i denti dell evolvente degli ingranaggi sono sempre in presa tra loro: quando si gratta la marcia, quelli che vanno a grattare sono i denti degli innesti frontali, molto più robusti e che non sono soggetti a tolleranze strette per poter continuare a funzionare bene. Vediamo infine il tamburo selettore: se immaginiamo di svolgerlo su di un piano, per il cambio in esame le scanalature che gestiscono il movimento delle forchette hanno un andamento così fatto. Fisicamente sul tamburo le scanalature possono essere sfalsate rispetto al disegno, in dipendenza di dove si trovano i punti di partenza dei piolini delle forchette. LEVERAGGIO DI SELEZIONE MARCE 11

12 Il tamburo selettore è azionato dalla leva del cambio tramite un meccanismo a leveraggio con arpionismi, molle eccetera, discretamente complesso ed il cui disegno varia da moto e moto, ed è questa la parte più soggetta a rotture o malfunzionamenti e sensibile ai maltrattamenti da parte del piede del centauro. Ma qui non ne parliamo. 12