Carico trasmissione: limiti e rottura?

Ciao,

Nel tuning dei motori TDI, si sottolinea spesso la resistenza dei cambi, ad esempio, 350 Nm per i cambi a 6 marce.

Cosa significano esattamente questi 350 Nm?

Immagino che, in ogni normale partenza con il motore al minimo, anche con un motore da 75 CV a 3 cilindri, si possano raggiungere valori significativamente più alti, soprattutto se si rilascia rapidamente la frizione, a causa dell'energia cinetica accumulata premendo sull'acceleratore mentre l'auto è ancora ferma.

Provando, ad esempio, a provocare un burnout (accelerando a fondo e facendo slittare la frizione raggiungendo circa 3000 giri/min), il momento di coppia che arriva al cambio, secondo me, sarebbe limitato solo dalla frizione: finché è sovraccarica, slitterà per un istante invece di seguire il pedale e "disinnestarsi" completamente.
(A occhio, stimerei che i picchi di coppia si attestino intorno ai 500 Nm o anche superiori.)

Questi, per me, sono i massimali di carico che un cambio deve essere in grado di sopportare – sarebbe imbarazzante se ogni nuova auto, al ~3° di quel genere di partenza brusca o anche di panico, spargesse il suo cambio sulla strada.

Che i 350 Nm nella trasmissione a 6 marce indichino solo un valore compatibile con un utilizzo limitato, secondo me, non è in contraddizione. Semplicemente, in questo caso, il materiale si usura più velocemente (inizialmente) rispetto a quando si rispettano i 350 Nm.

Domanda: Quanto è superiore, rispetto a tali limiti di resistenza, il momento torcente a partire dal quale si devono prevedere rotture spontanee del materiale ?

Ciao Ulf,

Pensa all'immagine di Gremlins con il componente del motore rotto... quindi, la rottura è possibile.

Penso piuttosto che si tratti di sollecitazioni che POTREBBERO causare danni, e in questo senso, un avvio "a cavalier" potrebbe sicuramente contribuire, soprattutto se eseguito frequentemente.

Non si romperà sicuramente immediatamente, altrimenti la fazione di Ibiza dell'associazione ASZ avrebbe sicuramente già distrutto dei cambi, perché a loro mi aspetterei uno stile di guida del genere.

La mia ultima volta che ho provato qualcosa del genere è stata con un AEX (60 CV) sulla Polo... non mi verrebbe mai in mente di farlo con l'Ibiza, solo per preservare gli pneumatici e gli alberi di trasmissione. Comunque, tira già bene in condizioni normali, quindi non servono queste "sciocchezze".

Cordiali saluti,

Jan.

La mia considerazione è la seguente:

Posso sottoporre il cambio a un test di carico massimo utilizzando il motore più potente possibile (350 Nm), ovvero, secondo la tua descrizione, applicando improvvisamente la massima coppia al cambio. E questo in modo continuativo! In questo modo, posso presumere una tolleranza del produttore del 20-30%, il che significa che potrebbe sopportare ancora bene una coppia di 420 Nm.
Ma?
Posso danneggiare il cambio con un avvio brusco, anche se il motore ha una coppia di 500 Nm? Immagino di no. Credo che prima o poi la frizione slitterà, oppure che la scarsa aderenza degli pneumatici non permetterà di trasmettere la forza necessaria per rompere i componenti del cambio.
Qual è lo stress che si genera quando, con la frizione premuta e un peso del veicolo di circa 2 tonnellate, si rilascia improvvisamente la frizione a 120 km/h in discesa, in terza marcia? Questo non avrebbe nulla a che vedere con la potenza del motore, ma rappresenterebbe comunque un carico anomalo fino a quando il motore non raggiunge il regime di giri corretto.

Per fare ciò, sarebbe necessario calcolare i momenti di inerzia, dopodiché si potrebbero calcolare le sollecitazioni.
Chiunque abbia informazioni pertinenti è invitato a comunicarle.

Ciao Gremlin.

ObenbeiMutti ha scritto:

Secondo la tua descrizione, con il massimo momento di coppia, il motore improvvisamente fa girare in modo permanente il cambio!

Secondo me, non è possibile.

Applicare improvvisamente la potenza al cambio significa che prima era stata disinnestata la frizione.
Allora, il motore è in modalità di minimo con carico (analogamente al test AU), ma in questa condizione, secondo me, il motore raggiunge regimi più alti di quanto il turbocompressore riesca a compensare.

Se, eventualmente, la pressione di sovralimentazione necessaria per raggiungere il picco di coppia viene raggiunta solo ben oltre i 1900 giri/min.

Credo che la massa totale sul lato motore della frizione possa, durante un innesto improvviso, che equivale a una frenata a circa 3000 giri/min, generare forze così elevate (a seconda dell'aderenza della frizione) che la percentuale della coppia motrice "attiva" diventa quasi irrilevante.
Ma questa spinta di potenza non può essere prodotta in modo permanente, in linea di principio.

Analogia approssimativa:
Immagina un motore TDI da 150 cavalli che, senza frizione e senza freni, rotola contro un muro a soli 20 km/h.
Poi, metti un'auto identica, ma funzionante, contro il muro e provi a premere il davanti dell'auto senza accelerazione nella prima marcia, esattamente quanto (con l'acceleratore al massimo a 1900 giri al minuto nella prima marcia, facendo surriscaldare la frizione o le ruote) -> non c'è possibilità, anche se il motore può accelerare l'auto fino a > 200 km/h.

Citazione:

Qual è effettivamente lo stress che si genera se, con la frizione premuta e un peso del veicolo di circa 2 tonnellate, si rilascia improvvisamente la frizione a 120 km/h in salita, in terza marcia? Questo non avrebbe nulla a che vedere con la potenza del motore, eppure rappresenterebbe comunque un carico anomalo, fino a quando il motore non raggiunge il regime di giri.

Probabil si tratta, in linea di principio, della stessa cosa che accade quando si fa "scattare" la frizione durante la partenza, solo che è "al contrario" .
Secondo me, anche in questo caso, il limite di coppia "naturale" è probabilmente determinato dalla massima aderenza della frizione.

Ciao Ulf!
Le specifiche del momento di coppia limite indicate per i riduttori nel settore automobilistico non rappresentano né un carico di rottura, né il momento di coppia massimo sostenibile in condizioni di funzionamento continuo.
I componenti utilizzati nel settore automobilistico sono generalmente progettati per resistere a determinate sollecitazioni per un determinato periodo di tempo, ovvero devono sopportare un insieme specifico di carichi senza che il componente si danneggi.
Im caso di un cambio di marcia per veicoli, immagino che ogni produttore di veicoli o di cambi di marcia abbia la propria definizione di "collettivo di carico".
È certo, tuttavia, che un cambio di un veicolo non potrà mai raggiungere la sua durata di vita prevista (ad esempio, 2000 ore) se viene sottoposto a un carico continuo pari alla "coppia nominale" specificata.
Inoltre, è probabile che esistano valori statistici che indicano quale marcia viene utilizzata con quale frequenza, quindi anche in questo caso potrebbero esserci differenze tra le coppie di rapporti di trasmissione nella progettazione costruttiva. Un semplice esempio: proviamo a mantenere il momento nominale specificato in modo permanente nella retromarcia .

Saluti.
Alex.

donalexo ha scritto:

In un cambio per veicoli, immagino che ogni produttore di veicoli/cambi abbia la sua definizione specifica riguardo al collettivo di carichi. È certo, tuttavia, che un cambio di un veicolo non supererà mai la sua durata di progetto (ad esempio, 2000 ore) se sottoposto a un carico continuo generato dalla coppia nominale specificata.

Accidenti, in questo caso i valori di coppia di serraggio specificati possono essere interpretati in modo quasi arbitrario.
Come sollecitazione continua e prolungata, resiste ancora meno, ma subito dopo, nonostante ciò, non si rompe comunque nulla(?).

Quindi, la cosa migliore è non preoccuparsene affatto, ma modificare il proprio TDI come si desidera (ovviamente, sempre nel rispetto della legge ), e se il cambio si rompe...
. . . si inseriscono i dati di tuning del motore, il profilo di guida e la durata del cambio, sottoposto a carico di tuning, in un database di esperienze ancora inesistente, in modo che i futuri clienti che richiedono il tuning possano avere una stima approssimativa di cosa aspettarsi quando aumentano la coppia e la potenza di un determinato valore.

Ma cosa ne pensate della valvola di sicurezza Nm chiamata "Kupplung"?

Alcuni modelli da 74 kW, in particolare, hanno già una frizione che tende a cedere, anche senza modifiche.
Si dice che altri modelli siano stati modificati per raggiungere valori superiori a 300 Nm, senza che la frizione originale slitti.
Come si spiega questo? Le frizioni distribuiscono la loro "coppia di mantenimento" (qual è il termine tecnico corretto?) su una distanza così ampia?

Esistono regole pratiche per determinare di quanto (in Nm o, più probabilmente, in percentuale) il momento di tenuta di una frizione dovrebbe essere superiore al momento del motore?

In particolare, alcune versioni da 74 kW tendono già a sollecitare eccessivamente la frizione, anche senza modifiche.
Si dice che altri modelli siano stati modificati per raggiungere valori superiori a 300 Nm, senza che la frizione originale slitti.
Come si spiega questo? Le frizioni distribuiscono la loro 'coppia di mantenimento' (qual è il termine tecnico corretto?) su una così ampia gamma di valori?


Basta che il tecnico abbia lasciato le sue impronte appiccicose.
o la pentola sobbolle...

Ciao Gremlin.

Gremlin ha scritto:

ulf ha scritto: In particolare, alcune versioni da 74 kW, anche senza modifiche, tendono a sollecitare eccessivamente la frizione. Si dice che altri modelli siano stati modificati per raggiungere valori superiori a 300 Nm, senza che la frizione originale slitti. Come si spiega questo? Le frizioni distribuiscono la loro "coppia di mantenimento" (qual è il termine tecnico corretto?) su una così ampia gamma di valori? Basta già che il tecnico abbia lasciato le sue impronte appiccicose... oppure la pentola che sobbolle suda...

Domanda collegata:

Una guarnizione che perde olio assicura un costante rifornimento di lubrificante, il che dovrebbe rendere la frizione costantemente soggetta a slittamento.

Con le Glibberpratzen ( ), invece, non viene aggiunto alcun lubrificante, quindi, secondo me, il lubrificante dovrebbe gradualmente evaporare insieme all'usura e la frizione dovrebbe "afferrare" completamente di nuovo.

Corrisponde più o meno alla realtà?

Ciao,
Durante il funzionamento a pieno carico, la prima marcia durerebbe solo 10 ore, ci è stato detto durante gli studi...

Sopra, la mamma ha scritto quanto segue:
Secondo la tua descrizione, si tratta di far funzionare improvvisamente la trasmissione al massimo della coppia motrice, e di mantenerla in quella condizione in modo continuativo!

Secondo me, non è possibile.


Mi dispiace, ho espresso male il concetto.

La mia affermazione dovrebbe essere più simile al 'Lastkollektiv' di DonAlexos.
Ciò significa che si è verificata la situazione peggiore. Ad esempio, Mirtl, un ragazzo di 21 anni di Hinterdupfing, che sottopone l'auto a sollecitazioni massime ad ogni semaforo possibile.
A lungo andare, questo probabilmente porterà a un'eccessiva sollecitazione dei componenti, rendendo inevitabile un danno, ma ritengo che una rottura improvvisa avvenga solo in presenza di gravi debolezze dei materiali e difetti. E in questo caso, non c'è colpa del produttore, ecco perché vengono stabilite specifiche di carico massime prudenti e conservative.

A Hintedupfing ci sono probabilmente solo dei semafori pedonali e, ultimamente, una rotonda.

Allora...
Avendo già avuto l'opportunità di progettare un sistema di trasmissione (anche se non a marce) in un corso di meccanica, vorrei dare la mia opinione.
Quando si progetta un nuovo sistema di trasmissione, si inizia valutando tutto con una stima approssimativa, basata sull'esperienza. Si parte da un carico predefinito, che nel caso di un'automobile è probabilmente determinato statisticamente, che il sistema di trasmissione deve sopportare. Durante la progettazione, si creano inevitabilmente diverse sezioni di albero e scanalature, che rappresentano i punti deboli e che vengono controllati in base a una curva di durata del materiale. Naturalmente, tutto questo avviene solo a livello di calcolo. Alla fine, si ottiene un sistema di trasmissione che, a seconda del margine di sicurezza applicato al carico specificato, ha un'alta probabilità di superare la durata prevista. In un sistema di trasmissione a due stadi relativamente semplice, ci sono così tante ipotesi e stime che nemmeno il progettista può dire con precisione quanto durerà. Questo è ancora più vero se si considera un carico diverso. In genere, la sicurezza contro la rottura è maggiore della sicurezza contro la deformazione. In condizioni operative normali, non si verificano deformazioni. Se si raggiunge il limite di snervamento del materiale, si verifica una leggera deformazione, che però si stabilizza, evitando che qualcosa si rompa.
Certo, i nuovi sistemi di trasmissione vengono testati solo nella pratica, e si ha anche una certa esperienza che manca a uno studente. Questo rende il tutto più prevedibile e permette di gestire meglio i punti deboli. Ma ci sono anche le tolleranze dei materiali e della fabbricazione.
Ho letto una volta che la Volkswagen indicava una durata di 500.000 km per la Golf 4. Probabilmente, per calcolare questo valore, hanno considerato una probabilità di sopravvivenza del cambio di qualcosa tra il 90 e il 100%. Aumentando il carico, si riduce sicuramente la probabilità di sopravvivenza. In questo caso, i picchi di carico più elevati sono molto più dannosi di un aumento del carico medio.

Conclusione:
Se si tratta il cambio in modo adeguato, dovrebbe durare a lungo anche con una messa a punto normale.

PS:
Sto studiando per l'esame di scienza dei materiali e resistenza delle strutture.

@ulf

'Dovresti provare a guidare la nostra Passat. Quando si rilascia l'acceleratore, niente scivola; la potenza viene immediatamente trasferita al cambio. È una frizione molto potente, probabilmente derivata dal mondo delle corse. È piuttosto difficile da premere e diventa molto reattiva nell'ultimo quarto della corsa.'

Saluti, WarLord.