Caixa de engrenagens: oportunidades e escopo

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificação: 2024-02-19 18:18

A otimização dos recursos de trabalho do motor durante o gerenciamento ocupou as mentes dos designers desde o lançamento do primeiro carro. Isso foi alcançado de várias maneiras, mas uma das básicas foi aumentar a eficiência ao interagir com a caixa de câmbio (redutor). A própria mecânica de emparelhar dois nós requer uma certa quantidade de esforço dinâmico, mas é impossível prescindir dessa função. Um dos sistemas mais eficientes em termos de energia para alterar a frequência de torque é uma caixa de engrenagens de came, que, no entanto, possui limitações significativas de uso.

Recursos do mecanismo do dispositivo

Embora as "caixas" de cames sejam superiores às transmissões padrão em várias características, seu design pode ser considerado simplificado em relação à mecânica convencional. A principal característica do ponto de vista do dispositivo técnico élivrar-se dos sincronizadores. Junto com eles, foi otimizado o dispositivo de todo um conjunto de elementos, que deveriam facilitar o controle da transmissão, mas também alongaram o prazo para emissão de comando por vários nós. Como resultado, toda a infraestrutura com dentes finos foi substituída por um conjunto de linhas de cames. Em uma caixa de câmbio deste tipo, uma embreagem pode conter até 7 cames, o que aumenta a margem da área do engate em largura. Ao mesmo tempo, o tamanho da engrenagem neste sistema é maior do que nos redutores padrão, sem mencionar a substituição da forma chanfrada dos dentes por uma reta. Este último foi devido à necessidade de reduzir as perdas por atrito e minimizar a carga axial no eixo.

Princípio de funcionamento

A técnica pode ser sequencial ou de busca. No primeiro caso, a troca de marchas sequencial é implementada e, no segundo, a usual, como em uma caixa de câmbio padrão. Na prática, é o princípio sequencial que é mais usado, pois permite refletir mais as capacidades do design do came. A comutação pode ser realizada para cima e para baixo, bem como nas laterais. O controle do motorista é feito através de uma alavanca conectada ao eixo. Por exemplo, a troca de uma caixa de engrenagens de came em um VAZ-2108 é caracterizada por rigidez, confiabilidade e simplicidade. A alavanca move o eixo ranhurado em forma de onda, girando-o em um certo grau. Como resultado, o “neutro” ou a transmissão é ativado. A propósito, para economizar ainda mais tempo, o próprio botão de engrenagem é grande e alto para que o motorista gaste menos tempo em manipulaçõescom controle mecânico. Em termos técnicos, os sistemas de cames semiautomáticos ocupam o mais alto estágio de desenvolvimento, no qual o motorista só precisa aguardar a comutação desejada pela eletrônica.

Capacidade operacional

O torque operacional ao manusear o sistema de troca de cames é significativamente reduzido, economizando tempo. Independentemente das características do motor, a taxa de mudança de torque em uma transmissão de cames é mais rápida do que em uma transmissão convencional. O tempo para completar a operação é de 0,4 a 0,6 s, o que é perceptível quando comparado ao desengatar / engatar a embreagem em um carro com uma “caixa” padrão. Mais importante, o design de mecanismos sequenciais expande as possibilidades de ajuste. Isso se aplica a casos de conversão completa do carro em uma modificação de corrida com troca de pé. Neste caso, é necessário instalar, juntamente com os pares de redutores, o par diferencial principal, que pode corrigir as qualidades dinâmicas da máquina. Novamente, é improvável que um motorista comum precise dessa atualização, mas para um conhecedor de ajustes esportivos, ela fornecerá uma nova qualidade de direção.

Aplicação de modelos de engrenagem de came

Em carros de passeio destinados a vias públicas, tais mecanismos raramente são usados. Para tal disposição, deve haver alguns fundamentos relacionados ao aumento da dinâmica ou simplificação da base estrutural da unidade de transmissão. Muitas vezes, caixas de engrenagensusado em eventos de ajuste único para demonstrar certos recursos de modelos conceituais. No caso do esportivo japonês Mitsubishi Lancer Evolution, a combinação de uma “caixa” sequencial e um motor de 420 cv, em particular, possibilitou acelerar até 100 km/h em 3,5 s.

Mecanismo de came da caixa de velocidades VAZ

Na Rússia, a produção de componentes para unidades de cames de transmissão é realizada pela fábrica Lada Special Transmission. Este grupo produz mecanismos sequenciais adequados para carros VAZ. De acordo com os usuários, os produtos domésticos demonstram alta estabilidade, clareza de operação e confiabilidade. Mas você também pode recorrer a soluções de fabricantes do Leste Europeu, como TST e Dogbox. Nas linhas dessas empresas, você encontra as caixas de câmbio sequenciais mais próximas do VAZ. Mecanismos de cames de produção estrangeira geralmente são entregues em uma forma desmontável. Por exemplo, muitas vezes são oferecidos kits sem ferragens de montagem, o que nos obriga a procurar adicionalmente acessórios para fixar a unidade na base do suporte. Às vezes, as transmissões automáticas são usadas como kits de doadores.

Cam Gear para "clássicos"

Claro que a necessidade de equipamentos com “caixas” de cames não se limita aos carros domésticos. Sedãs e hatchbacks clássicos usados em vias públicas podem ser convertidos em troca de marchas sequencial. Para fazer isso, use modificações especiais das caixas de engrenagens do VAZ e"clássico" em uma configuração ou outra. Como regra, são mecanismos com embreagem de cames e redutores com 5-7 elementos na superfície. Quanto mais cames, maior o recurso da unidade em um par de engrenagens de embreagem. Por outro lado, a complexidade do design aumenta o preço e complica o processo de integração do dispositivo. E mesmo que a base do produto se encaixe na base de montagem em termos de parâmetros, dificuldades adicionais podem ser causadas pelo refinamento do garfo de mudança de marcha. Muitas vezes, são usados acessórios padrão para esses fins, que são finalizados por soldagem ou fresagem. Montagens "caixas" prontas podem ser usadas, mas isso se aplica principalmente a mecanismos obsoletos de 5 cames.

Caixas de câmeras e mecânica de corrida

Carros esportivos ainda são o nicho-alvo para engrenagens de cames. Um exemplo de carro esportivo da Mitsubishi já foi dado, e o uso desta unidade em carros não se limita a isso. Esta prática é continuada pelo Subaru Impreza, provido de uma “caixa” sequencial. E em relação a este modelo, vale a pena notar as diferenças nas abordagens para completar a unidade de came. Nas versões civis do carro esportivo, é precisamente o princípio consistente de mudança de torque que é usado. Mas na modificação do rally, esta decisão é proibida, então o mecanismo básico de troca de busca permanece. Um exemplo marcante do uso desse design é a linha de cames da caixa de câmbio Toyota MR2. Este é um carro esportivo de dois lugares, cujas últimas modificações receberam uma caixa sequencial SMT de cinco marchas. Para as funcionalidades deste siteafirmam que é capaz de suportar cargas de motores com capacidade de cerca de 800 hp

Restrições ao uso de checkpoints sequenciais

Mesmo se descartarmos o fato de que apenas motoristas com experiência relevante no controle físico da transmissão podem manusear as "caixas" de cames, existem várias nuances cinemáticas fundamentalmente importantes na operação desses dispositivos. A mudança sequencial reduz a manobrabilidade do veículo ao realizar mudanças complexas de faixa em vias públicas. Em outras palavras, mesmo um piloto de corrida ágil terá uma grande perda ao trocar o garfo devido à necessidade de reabastecimento com transições bruscas de estágios inferiores para superiores. Em uma pista reta, onde é necessária a manutenção constante e confiante de uma alta velocidade, a caixa de câmbio mostra seu melhor lado, mas em um carro civil suas vantagens se transformam em desvantagens.

Conclusão

O conceito de deslocamento sequencial, com todas as suas características, mantém as perspectivas de desenvolvimento tecnológico. Isso é confirmado pela fusão ativa de tais mecanismos de transmissão com a eletrônica. Por exemplo, hoje existem unidades de cames que funcionam de acordo com os comandos do computador de programação Motec. Uma das principais funções da unidade eletrônica em um carro com esse enchimento, como dizem os desenvolvedores, será o controle automático do sistema de ignição e o desempenho da rega.