MECCANICA: Cambi sequenziali, innesti frontali,ecc..

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MECCANICA: Cambi sequenziali, innesti frontali,ecc..

Messaggioda flat » 10/05/2006 - 13:37

Ciao Ragazzi,
visto le mille idee che girano sui vari tipi di cambi, nel tempo libero ho scritto un file ...[:54] per tentare di fare un po' di chiarezza.
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Messaggioda flat » 10/05/2006 - 13:43

1)Come funziona un cambio meccanico:
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In un cambio meccanico ogni rapporto è formato da due ingranaggi inanellati in due alberi paralleli, uno collegato al motore,l'altro alle ruote.
piu l'ingranaggio "legato" al motore è piccolo a confronto di quello "legato" alle ruote, piu "corto" risultera il rapporto.
Gli ingranaggi di ogni rapporto sono sempre accopiati l' uno all' altro. Per impedire che la forza venga costantemente trasmessa dal motore alle ruote tramite tutti i rapporti nel medesimo istante, per ogni marcia uno dei due ingranaggi è montato sul rispettivo albero tramite un cuscinetto che gli permette di girare a vuoto. in questa maniera il rapporto ristulta in folle. Quando la leva del cambio è in centro (in folle) tutti le coppie di ingranaggi sono in folle, cioè con uno dei due ingranaggi che gira a vuoto sul cuscinetto impedendo cosi la trasmissione della forza.

2)Ingranaggi a denti elicoidali
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sono gli ingranaggi utilizzati nei cambi sincronizzati delle auto stradali, la forma elicoidale dei denti degli ingranaggi permette, data la molta sulerficie d'appoggio, di trasferire la forza generando poco rumore, questo pero a dicapito di una perdita (relativamente contenuta) del energia trasmessa.

3) Ingranggi a dentatura dritta
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la dentatura dritta è il tipo di dentatura che permette di far passare la forza da un ingranaggio all'altro con la minore perdita di energia possibile, purtroppo risultano molto rumorosi, quidi vengono utilizzati solo nelle competizioni. (tipico fischio delle auto nei Rally) o per la retro dei cambi da strada

4)Innesto di una marcia

Quando innestiamo una marcia il sellettore a leva agisce sulla copia di ingranaggi interessata, escludendo il cuscinetto che fa ruotare a vuoto l'ingranggio, permettendo cosi che la forza presente sul albero legato al motore passi tramite agli ingranaggi, a quello legato alle ruote
Per garantire un innesto facile tocca che gli ingranaggi dei due alberi, quello legato al motore e quello legato al cambio, girino alla medesima velocità periferica.
Generalmente non è mai cosi, ma questo problema puo essere risolto dal pilota, tramite una serie di operazioni, per dirne una la "doppietta", ma vista la complessita di queste manovre, ci si è inventati un sistema in grado di sincronizzare la velocita dei due alberi nella fase di innesto di un rapporto. Quando questo sistema fallisce (per questioni meccaniche o per un errore del conducente) ecco la famosa Grattata!
Se gli eventuali rumoracci e l'usura dati da un accoppiamento non sincronizzato non sono un problema, come nel mondo delle corse, esiste un sistema di innesto non sincronizzato, chiamato in gergo" innesto frontale", in grado permettere l'innesto anche se gli alberi ruotano a velocita diverse.

TIPI DI CAMBI MECCANICI

1) Cambio Meccanico non Sincronizzato

è il primo tipo di cambio meccanico inventato, usato su auto (anche da competizione) o camion d'epoca o su qualche cesso di formula moderna ..come se ben ricordo la prima versione della Formula Renault Campus (credo per motivi di istruzione del giovane pilota)
Nei vecchissimi tipi e nei tipi da competizione gli ingranaggi sono unicamete dritti e vengono allineati solo se innestati.
è il cambio meccano piu scomodo, che, non avendo ne un sisitema di sincronizzazione degli alberi ne un sisitema di innesto "frontale", obbliga il conducente a pareggiare i giri tra gli alberi tramite una serie si operazioni molto complesse. un esempio ?
per scalare una macria in discesa con un veicolo un po' pesante tocca:
A) tirare leggermente il freno a mano
B) azionare la frizione
C) mettere in folle il cambio
D) laciare la frizione
E) dare una bella gasata
F) azionare nuovamente la frizione
G) inserire il rapporto piu corto
H) disinserire la frizione
I) disinserire il freno a mano

2)Cambio Meccanico sincronizzato:

è il cambio meccanico montato sulle auto di tutti i giorni. (Il primo cambio sincronizzato fu introdotto dalla Cadillac nel 1929, mentre l'attuale sistema a coni fu sviluppato dalla Porsche nel 1952.)
Il sistema di sincronizzazione , presente su tutti i rapporti, si occupa di pareggiare il numero di giri degli alberi, rallentando il piu veloce, prima di permetterne l'innesto. l'unico intervento richiesto al conducente è quello di schiacciare la frizione durante la fase di cambio di una macria.
Il tempo necessario alla sincronizzazione è percettibile al posto di guida; è quel brevissimo lasso di tempo durante il quale spinge la leva ma la marcia non è ancora inserita (prima del "clack").
Solo la retro non dispone di sincronizzazione, inquanto va messa da fermo.

3) Cambio meccanico ad Innesti Non sincronizzati. (in gergo innesti Frontali /Dog engagement gerbox/ Dogbox)

è il cambio nel quale non è necessario pareggiare il numero dei giri tra gli alberi per innestare le marcie, entro un certo Range di differenza le marce entrano comunque. il sitema di innesto è molto robusto, ed è in grado di sopportare i colpi generati dagli innesti a disparità di giri tra gli alberi.
Alcuni di questi hanno comunque un sistema di sincronizzazione in grado di frenare gli alberi, ma la disparita di giri non impedicse l'innesto della marcia.
Questo cambio viene usato nelle competizioni e nelle moto anche di tutti i giorni, i vantaggi che offre sono: innesti fulminei, e in molti casi senza il bisogno di schiacciare la frizione. spesso in accelerazione basta alleggerire leggermente il piede sul gas per passare alla marcia successiva.
esistono vari ausili automatici per facilitare gli innesti, uno dei quali è un interruttore che "spegne" il motore durante l'innesto della marcia superiore, questo permette di non alzare il piede dal acceleratore.

se sapete l'inglese ecco un documento che spiega l'utilizzio di un cambio in gara:
http://www.hewland.com/svga/help.htm

4) cambio ad H

cambio con leva normale

5) Cambio Sequenziale
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Di pricipio ogni tipo di cambio meccanico puo essere dotato di un comando sequenziale (con i dovuti accorgimenti) nel quale la leva d'innesto ha solo due direzioni, in una si aumentano le marce, nel altra si scalano.

6) Cambio meccanico elettroattuato
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E un cambio manuale nel quale il movomento della leva del cambio, e in alcuni casi anche quello della frizioni vengono effettuati da attuatori automatici elettropilotati da un'apposita centralina.

7)Cambio Multialbero (Direct Shift Gearbox)
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http://www.geartools.co.uk/mambo/index. ... &Itemid=26

Tipo DSG Gruppo VW per intenderci.
( [:13] ..qui il discorso si compilca quidi piu che spiegarlo farò passare il concetto..)
in poche parole è un cambio meccanico sincronizzato a comando sequenziale che; quando mettiamo una marcia, si occupa di innestare pure la marcia precedente sia quella successiva (isolandole dal percorso di forza Motore >Ruote tramite delle frizioni). in questa maniera , quando agiremo di nuovo sul sellettore per cambiare marcia , sia se scalermo, sia se aumenteremo marcia ,ci trovemo il rapporto gia pronto, il cambio non dovra far altro che azionare la frizionde del rapporto che stiamo lasciando ed disattivare quella del rapporto che abbiamo selezionato, in queta maniera risparmiamo il tempo necessario per la sincronizzazione della marcia desiderata.
Ultima modifica di flat il 11/05/2006 - 15:57, modificato 8 volte in totale.
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Messaggioda flat » 10/05/2006 - 13:50

..e poi ditemi che non vi voglio bene... [:8] [:8] [:8]
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Messaggioda mandrake » 10/05/2006 - 13:53

flat ha scritto:..e poi ditemi che non vi voglio bene... [:8] [:8] [:8]


Ma più che altro quanto ci hai messo a tirar giù tutta quella roba? [:8]
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Messaggioda nicolas » 10/05/2006 - 14:17

Bravo Flat, è un gran bel post [:3]
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Messaggioda xmax » 10/05/2006 - 15:14

Bravo Flat, solo un dubbio: col cambio non sincronizzato tutto quel popo' di robba per scalare in discesa non si risolve piu' facilmente col classico punta-tacco o doppietta? Non per dire ma di cinquini e camion ne ho guidati la mia parte. [:11] [:3]
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Messaggioda Don_Ch » 10/05/2006 - 17:31

gran bel post! [:3]
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Messaggioda flat » 10/05/2006 - 19:52

xmax ha scritto:Bravo Flat, solo un dubbio: col cambio non sincronizzato tutto quel popo' di robba per scalare in discesa non si risolve piu' facilmente col classico punta-tacco o doppietta? Non per dire ma di cinquini e camion ne ho guidati la mia parte. [:11] [:3]

grazie per i complimenti a te e tutti gli altri [:10] !!!

vedo di risponderti brevemente, eventualmente poi potrei scrivere qualcosina riguardo la "manipolazione" del cambio non sincronizzato... [:54]
[:8] [:8] [:8]

quello descritto è il tipo di doppietta necessario per un veicolo col cambio "duro", nel quale non hai la possibilita, causa la lontananza, di premerere con due parti del piede due pedali nello stesso momento. ..diciamo che è un caso decisamente sfigato [:8].
detto questo, le fasi descritte paiono tante viste cosi, ma se analizi i movimenti di una doppietta punta tacco in scalata vedrai che non sono molte di meno.
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Messaggioda Frango » 10/05/2006 - 22:19

Il Cambio Sequenziale, questo sconosciuto

Il Cambio sequenziale, come potete vedere nella foto, è una bestia un po' diversa dal cambio manuale tradizionale raffigurato nel primo post di flat

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Invece di esserci 2 serie di ingranaggi affacciati, c'è una sola serie di ingranaggi che si accoppia all'unico tamburo rotante dell'albero scanalato superiore

Grazie ad un sistema invero ingegnoso assai, ruotando l'albero scanalato, si fa scorrere in avanti o indietro il tamburo rotante per accoppiarsi coi vari ingranaggi

Questo sistema, che all'atto pratico si rivela meno complesso del cambio tradizionale, è assai + semplice, in quanto composto di meno componenti e meno soggetto a malfunzionamenti

Non è però possibile saltare una marcia, sia verso l'alto che verso il basso

Per cambiare basta schiacciare la frizione, mentre non è necessaria la doppietta o puntatacco, come sui manuali a innesti frontali
Sui sequenziali più evoluti basta solo alleggerire la pressione sul gas, e su quelli equipaggiati di sistema elettronico powershift, nemmeno quello (praticamente come cambiare nei videogiochi [:15])

In una formula 1 (e in alcuni prototipi) le levette sul volante non fanno altro che comandare un cambio di questo tipo,
Usare le levette sul volante per muovere un cambio manuale, sarà un bello sfizio, ma non corrisponde assolutamente alla realtà della formula 1

Tutt'ora inoltre è un sistema più lento dei cambi da competizione sequenziali, e quindi, nelle auto da corsa viene sostituito da un sequenziale VERO!!!
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Messaggioda xmax » 11/05/2006 - 01:43

Non mi credereta ma e' da quando seguo la F1, circa il '75 - 76 ad appena 10 - 12 anni mi chiedevo perche' mai non montassero un cambio "come quello delle moto". Finalmente ci sono arrivati...... [:10] [:8] [:3]
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Messaggioda xmax » 11/05/2006 - 01:44

flat ha scritto:
xmax ha scritto:Bravo Flat, solo un dubbio: col cambio non sincronizzato tutto quel popo' di robba per scalare in discesa non si risolve piu' facilmente col classico punta-tacco o doppietta? Non per dire ma di cinquini e camion ne ho guidati la mia parte. [:11] [:3]

grazie per i complimenti a te e tutti gli altri [:10] !!!

vedo di risponderti brevemente, eventualmente poi potrei scrivere qualcosina riguardo la "manipolazione" del cambio non sincronizzato... [:54]
[:8] [:8] [:8]

quello descritto è il tipo di doppietta necessario per un veicolo col cambio "duro", nel quale non hai la possibilita, causa la lontananza, di premerere con due parti del piede due pedali nello stesso momento. ..diciamo che è un caso decisamente sfigato [:8].
detto questo, le fasi descritte paiono tante viste cosi, ma se analizi i movimenti di una doppietta punta tacco in scalata vedrai che non sono molte di meno.

Ah no certo, l'avevi gia' descritto perfettamente. [:15] [:3]
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Messaggioda Franz » 11/05/2006 - 10:01

Complimenti a flat per il post molto istruttivo
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Messaggioda flat » 11/05/2006 - 14:30

In risposta all' intervento

"Cambio sequenziale , questo sconosciuto" (..forse per te [:12] )

Correzioni al intervento cambio sequenziale, questo sconosciuto
1) il cambio è un cambio ad innesti frontali(o non sinronizzati) classico, (..funzionante gia di suo) con in aggiunta un comando sequenziale
2) forse ho interpretato male, comunque non esiste un cambio meccanico ad un solo albero, fisicamente impossibile.. questo è un cambio in linea a due alberi (..e mezzo)
3)I vantaggi illustrati vedi non doppietta, sollevare il piede leggermente per cambiare,.. sono dovuti al cambio in se, e non dal sellettore sequenziale, valgono pure per cambio medesimo ma con sellettore ad H.
4) di conseguenza non è vero che su un cambio ad innesti frontali(* se per frontali si intende ad innesti non sincronizzati) bisogna fare particolari peripezie quali punte tacco, tripplette, pugnette... [:8] per poter mettere le marce, entrano che è una meraviglia gia di suo (meglio che che con un cambio sincronizzato).





...ma Vediamo di analizzare la foro per capirne il funzionamento:
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Innazi tutto quello che vediamo è un composto di 2 elementi, un cambio ad innesti non sincronizzati legato ad un sellettore sequenziale.

Il cambio è alla sinistra, nella scatola nera, il sellettore nella parte avvitata al cambio color argento(sulla destra).

IL CAMBIO
Il cambio è un cambio stradale in linea (per veicoli con motore anteriore e trazione posteriore) modificato con dentatura dritta e innesti non sincronizzati. e(pare) portato a 6rapporti...

Per essere precisi è il cambio della Ford Sierra...

è un cambio a due alberi, nel quale la forza entra sul alberino superiore (da sinistra), detto albero primario, il quale termina nel primo ingranaggio, scende tramite l'ngranaggio accoppiato a quest'ultimo sul secondo albero (quello inferiore detto albero intermedio o treno fisso) e risale tramite il rapporto innestato su di un albero montato alla stessa altezza del albero d'entrata, il quale comincia al secondo ingranaggio visibile da sinistra e termina all'uscita del lato lato opposto di quello d'entrata (verso destra);

da cio il nome cambio in linea, inquanto l'entrata e uscita della forza seguono un unica linea.

nella foto non è ben visibile l'albero intermedio, percio per capire meglio potete guardare questa tavola.
tutto quello qui raffigurato è quello che c'è nella parte nera del cambio in foto
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Percorso della forza: VERDE>ROSSO>BLU>GIALLO

va detto che questo cambio è funzionate cosi com'è, gli manca solo il sitema di slezione delle marce di fabbrica, in questo caso sostituito dal selettore sequenziale.

ecco una foto dello stesso cambio dotato di sellettore a leva classico, montato di serie sulla Ford Sierra.
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..come potete notare pure il sellettore normale, in questo caso, ha un suo ingombro...


SELETTORE SEQUENZIALE

il sellettore a leva sequenziale Quaife in questione
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qui Frango si è spiegato molto bene, il selettore è quel grosso tamburo cavo, nel qule buco passa l'albero che va all' asse posteriore, è un caso che l'albero passi di li, questo deriva dalla concezione di base del cambio , Ford voleva un pezzo unico dalla leva al motore. e lo spazio era quello che era..

quando azioniamo la leva per inserire un rapporto, quest'ultima muove l'ingranaggio montato sotto di lei (quello ancorato sul "tetto della scatola" accoppiato al tamburo tramite i denti per angoli a 90°) cosi fa ruotare il tamburo d'innesto che si fermera in una nuova posizione,spostato di qualche grado. Nella rotazione, le scalanature irregolari sul fianco del tamburo azionano le leve che "spostano" i manicotti d'innesto dei singoli rapporti, togliendo una marcia e mettendone un'altra.
In pratica il tamburo è una matrice, ad ogni suo spostamento (o posizione) corrisponde l'innesto di una marcia.
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Conclusione, esistono i cambi, esistono i sellettori.

un paio di esempi per capire:

questo cambio da competizione, come molti altri, viene fornito sia con selletore ad H sia con sellettore sequenziale:
notate la dicitura nella tabella gear selection

http://www.hewland.com/svga/productrange/sl.htm

questo comando sequenziale (il primo nella tabella) viene forniuto per vetture normali porsche (996, gt3, boxter..).
http://www.albertweb.de/1-main.htm

piu in la parliamo pure delle doppiette , punta tacco, acosa sono e cosa servono.
Ultima modifica di flat il 11/06/2006 - 18:49, modificato 2 volte in totale.
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Messaggioda Frango » 11/05/2006 - 21:49

non avevo dubbi di essermi spiegato in modo pedestre...

la sostanza rimane... perchè mi montate sti cavolo di cambi con le palette sul volante che risultano + lenti di un buon manuale, invece di un vero e proprio sequenziale, con o senza palette???
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Messaggioda xmax » 12/05/2006 - 02:37

Frango ha scritto:non avevo dubbi di essermi spiegato in modo pedestre...

la sostanza rimane... perchè mi montate sti cavolo di cambi con le palette sul volante che risultano + lenti di un buon manuale, invece di un vero e proprio sequenziale, con o senza palette???

Vero, nella maggior parte dei casi almeno, ma fattene una ragione se montano il TCS in una Y.... [:10] [:8] [:3]
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