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Come funziona? - Il cambio

Come funziona? - Il cambio

In un sistema di trasmissione la coppia motrice viene modificata attraverso la riduzione o l'aumento della velocità di rotazione.

Tecnologia

Etichette

cambio, macchina, scatola del cambio, leva del cambio, frizione, velocità, numero di rotazioni, ruota dentata, sincronizzatore, asse, retromarcia, fabbricazione di automobili, automobile, motore a combustione interna, fisica, tecnica, trasporto

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Scene

Posizione

  • scatola del cambio - Regola il rapporto di trasmissione tra il motore e l'albero cardanico, in modo che ad ogni numero di giri del motore corrisponda un diverso numero di giri delle ruote. Con una marcia bassa si ottiene una coppia motrice più alta, ma una velocità bassa. Le marce alte consentono elevate velocità e risparmio di carburante, ma con un'accelerazione più debole.
  • motore
  • auto

Una macchina viene azionata da un motore con una determinata potenza meccanica. Tuttavia, la coppia derivata dalla potenza non è sempre sufficiente per spostare il veicolo, perciò deve essere aumentata. Minore è il numero di giri delle ruote, maggiore sarà la coppia motrice. In un sistema di trasmissione la coppia motrice viene modificata riducendo o aumentando la velocità di rotazione. Il numero di giri può essere modificato grazie agli ingranaggi. Quanto più è grande l'ingranaggio condotto rispetto a quello conduttore, tanto più alta sarà la coppia trasmessa, mentre il numero dei giri diminuirà di conseguenza.

Struttura

  • leva del cambio - Consente al conducente di cambiare marcia manualmente.
  • pedale della frizione - Quando viene premuto, il collegamento tra la frizione ed il cambio viene interrotto.
  • frizione - Organo della trasmissione posto tra il motore e il cambio. Trasferisce al cambio l'energia del motore. Consente di accoppiare o disaccoppiare il motore dal cambio, permettendo l’inserimento delle marce.
  • serbatoio del liquido della frizione - L'energia del motore viene trasferita dall'energia cinetica del fluido.
  • albero primario - Albero in entrata del cambio.
  • albero secondario (scanalato) - Albero in uscita dal cambio.
  • albero intermedio - Albero necessario per cambiare velocità.
  • ingranaggi - Sono elementi della trasmissione meccanica.
  • asta con forchetta - Aziona il manicotto.

Le ruote possono essere azionate dal motore grazie ad un dispositivo in grado di stabilire e interrompere un collegamento tra di loro. Questo dispositivo è la frizione. Il numero di giri ottimale può essere regolato selezionando il rapporto di trasmissione adeguato fra gli ingranaggi del cambio.

Funzionamento della frizione

  • frizione - Organo della trasmissione posto tra il motore e il cambio. Trasferisce al cambio l'energia del motore. Consente di accoppiare o disaccoppiare il motore dal cambio, permettendo l'inserimento delle marce.
  • pedale della frizione - Quando viene premuto, il collegamento tra la frizione ed il cambio viene interrotto.

Quando è rilasciato il pedale della frizione, il motore aziona sia l'albero in entrata del cambio che le ruote. Quando il pedale viene premuto, il motore gira senza trasferire la rotazione al cambio e alle ruote, permettendo così di cambiare marcia.

Funzionamento del sincronizzatore

  • manicotto - È in grado di scorrere assialmente per mettere gli ingranaggi in presa durante i cambi di marcia.
  • sincronizzatore - Provvede a rallentare l'ingranaggio di marcia per permettere di uguagliare le velocità degli ingranaggi che devono essere collegati.
  • albero primario - Albero in entrata del cambio.

Per limitare la "grattata" e il rumore d'ingranamento gli ingranaggi devono essere sincronizzati, cioè impostati alla stessa velocità. Il sincronizzatore ad anello, grazie alle sue superfici coniche, provvede a rallentare l'ingranaggio di marcia per permettere parificare le velocità degli ingranaggi. In questo modo i due ingranaggi possono essere collegati senza rumore.

Funzionamento del cambio

  • leva del cambio - Consente al conducente di cambiare marcia manualmente.
  • albero primario - Albero in entrata del cambio.
  • albero scanalato - Albero in uscita dal cambio.
  • albero intermedio - Albero necessario per il cambio.
  • ingranaggi - Sono elementi della trasmissione meccanica.
  • forcella selettore - Attaccata all'asta, consente di cambiare marcia.
  • manicotto - È in grado di scorrere assialmente per mettere gli ingranaggi in presa durante i cambi di marcia.
  • asta con forchetta - Aziona il manicotto.
  • prima marcia
  • seconda marcia
  • terza marcia
  • quarta marcia

Nel cambio sincronizzato tutti gli ingranaggi sono costantemente ingranati. Tuttavia, mentre gli ingranaggi dell'albero intermedio sono fissati all'albero, quelli dell'albero scanalato sono calettati in folle, cioè girano su cuscinetti. Tutte le coppie di ingranaggi ruotano, ma solo una coppia porterà in rotazione l'albero scanalato: quella che il sincronizzatore va ad ingranare durante il cambio di marcia.

Per mettere il veicolo in movimento si inserisce la prima marcia. L'asta azionata dalla leva del cambio e il manicotto fissatovi si spostano verso l'ingranaggio della prima per fissarlo all'albero scanalato. La coppia motrice può essere trasferita all'albero scanalato attraverso la prima coppia di ingranaggi. Dato che la partenza richiede una coppia alta, la prima marcia è il rapporto di trasmissione maggiore: l'ingranaggio più piccolo aziona quello più grande.

Una volta che il veicolo ha raggiunto una certa velocità, è sufficiente una coppia minore per muoverlo. Nelle marce più alte i rapporti del cambio diventano progressivamente più bassi. La differenza tra le dimensioni dell'ingranaggio conduttore e dell'ingranaggio condotto diminuisce. Ingranando la seconda marcia, il manicotto fissa l’ingranaggio della seconda sull'albero scanalato, permettendo alla coppia motrice di trasferirsi sull'albero scanalato.

Nella terza marcia il manicotto fissa l'ingranaggio della terza all'albero scanalato. La coppia motrice passa attraverso il terzo ingranaggio dell'albero intermedio e il terzo ingranaggio dell'albero scanalato. La velocità aumenta al ridursi della coppia.

Ingranando la quarta marcia, la velocità aumenta, con un'ulteriore riduzione della coppia. Questa marcia si realizza collegando direttamente l'albero secondario con l'albero primario, senza coinvolgere gli ingranaggi nella trasmissione. Il numero di giri dell'albero del motore è uguale a quello dell'albero in uscita. La quarta marcia corrisponde quindi alla presa diretta.

Retromarcia

La retromarcia viene realizzata con l'ausilio di un terzo albero, attraverso un ingranaggio detto azioso, che trasmette il moto tra l'albero intermedio e quello scanalato, invertendone il senso di rotazione.

Innestando una marcia bassa, si ottiene una coppia motrice più alta, ma con una velocità bassa. Le marce alte consentono al veicolo di raggiungere velocità elevate e di risparmiare carburante, ma permettono un'accelerazione più debole.

Animazione

Una macchina viene azionata da un motore con una determinata potenza meccanica. Tuttavia, la coppia derivata dalla potenza non è sempre sufficiente per spostare il veicolo, perciò deve essere aumentata. Minore è il numero di giri delle ruote, maggiore sarà la coppia motrice. In un sistema di trasmissione la coppia motrice viene modificata riducendo o aumentando la velocità di rotazione. Il numero di giri può essere modificato grazie agli ingranaggi. Quanto più è grande l'ingranaggio condotto rispetto a quello conduttore, tanto più alta sarà la coppia trasmessa, mentre il numero dei giri diminuirà di conseguenza.

Le ruote possono essere azionate dal motore grazie ad un dispositivo in grado di stabilire e interrompere un collegamento tra di loro. Questo dispositivo è la frizione. Il numero di giri ottimale può essere regolato selezionando il rapporto di trasmissione adeguato fra gli ingranaggi del cambio.

Quando è rilasciato il pedale della frizione, il motore aziona sia l'albero in entrata del cambio che le ruote. Quando il pedale viene premuto, il motore gira senza trasferire la rotazione al cambio e alle ruote, permettendo così di cambiare marcia.

Per limitare la "grattata" e il rumore d'ingranamento, gli ingranaggi devono essere sincronizzati, cioè impostati alla stessa velocità. Il sincronizzatore ad anello, grazie alle sue superfici coniche, provvede a rallentare l'ingranaggio di marcia per permettere parificare le velocità degli ingranaggi. In questo modo i due ingranaggi possono essere collegati senza rumore.

Nel cambio sincronizzato tutti gli ingranaggi sono costantemente ingranati. Tuttavia, mentre gli ingranaggi dell'albero intermedio sono fissati all'albero, quelli dell'albero scanalato sono calettati in folle, cioè girano su cuscinetti. Tutte le coppie di ingranaggi ruotano, ma solo una coppia porterà in rotazione l'albero scanalato: quella che il sincronizzatore va ad ingranare durante il cambio di marcia.

Per mettere il veicolo in movimento si inserisce la prima marcia. L'asta azionata dalla leva del cambio e il manicotto fissatovi si spostano verso l'ingranaggio della prima per fissarlo all'albero scanalato. La coppia motrice può essere trasferita all'albero scanalato attraverso la prima coppia di ingranaggi. Dato che la partenza richiede una coppia alta, la prima marcia è il rapporto di trasmissione maggiore: l'ingranaggio più piccolo aziona quello più grande.

Una volta che il veicolo ha raggiunto una certa velocità, è sufficiente una coppia minore per muoverlo. Nelle marce più alte i rapporti del cambio diventano progressivamente più bassi. La differenza tra le dimensioni dell'ingranaggio conduttore e dell'ingranaggio condotto diminuisce. Ingranando la seconda marcia, il manicotto fissa l’ingranaggio della seconda sull'albero scanalato, permettendo alla coppia motrice di trasferirsi sull'albero scanalato.

Nella terza marcia il manicotto fissa l'ingranaggio della terza all'albero scanalato. La coppia motrice passa attraverso il terzo ingranaggio dell'albero intermedio e il terzo ingranaggio dell'albero scanalato. La velocità aumenta al ridursi della coppia.

Ingranando la quarta marcia, la velocità aumenta, con un'ulteriore riduzione della coppia. Questa marcia si realizza collegando direttamente l'albero secondario con l'albero primario, senza coinvolgere gli ingranaggi nella trasmissione. Il numero di giri dell'albero del motore è uguale a quello dell'albero in uscita. La quarta marcia corrisponde quindi alla presa diretta.

La retromarcia viene realizzata con l'ausilio di un terzo albero, attraverso un ingranaggio detto azioso, che trasmette il moto tra l'albero intermedio e quello scanalato, invertendone il senso di rotazione.

Innestando una marcia bassa, si ottiene una coppia motrice più alta, ma con una velocità bassa. Le marce alte consentono al veicolo di raggiungere velocità elevate e di risparmiare carburante, ma permettono un'accelerazione più debole.

Narrazione

Una macchina viene azionata da un motore con una determinata potenza meccanica. Tuttavia, la coppia derivata dalla potenza non è sempre sufficiente per spostare il veicolo, perciò deve essere aumentata. Minore è il numero di giri delle ruote, maggiore sarà la coppia motrice. In un sistema di trasmissione la coppia motrice viene modificata riducendo o aumentando la velocità di rotazione. Il numero di giri può essere modificato grazie agli ingranaggi. Quanto più è grande l'ingranaggio condotto rispetto a quello conduttore, tanto più alta sarà la coppia trasmessa, mentre il numero dei giri diminuirà di conseguenza.

Le ruote possono essere azionate dal motore grazie ad un dispositivo in grado di stabilire e interrompere un collegamento tra di loro. Questo dispositivo è la frizione. Il numero di giri ottimale può essere regolato selezionando il rapporto di trasmissione adeguato fra gli ingranaggi del cambio.

Quando è rilasciato il pedale della frizione, il motore aziona sia l'albero in entrata del cambio che le ruote. Quando il pedale viene premuto, il motore gira senza trasferire la rotazione al cambio e alle ruote, permettendo così di cambiare marcia.

Per limitare la "grattata" e il rumore d'ingranamento, gli ingranaggi devono essere sincronizzati, cioè impostati alla stessa velocità. Il sincronizzatore ad anello, grazie alle sue superfici coniche, provvede a rallentare l'ingranaggio di marcia per permettere parificare le velocità degli ingranaggi. In questo modo i due ingranaggi possono essere collegati senza rumore.

Nel cambio sincronizzato tutti gli ingranaggi sono costantemente ingranati. Tuttavia, mentre gli ingranaggi dell'albero intermedio sono fissati all'albero, quelli dell'albero scanalato sono calettati in folle, cioè girano su cuscinetti. Tutte le coppie di ingranaggi ruotano, ma solo una coppia porterà in rotazione l'albero scanalato: quella che il sincronizzatore va ad ingranare durante il cambio di marcia.

Per mettere il veicolo in movimento si inserisce la prima marcia. L'asta azionata dalla leva del cambio e il manicotto fissatovi si spostano verso l'ingranaggio della prima per fissarlo all'albero scanalato. La coppia motrice può essere trasferita all'albero scanalato attraverso la prima coppia di ingranaggi. Dato che la partenza richiede una coppia alta, la prima marcia è il rapporto di trasmissione maggiore: l'ingranaggio più piccolo aziona quello più grande.

Una volta che il veicolo ha raggiunto una certa velocità, è sufficiente una coppia minore per muoverlo. Nelle marce più alte i rapporti del cambio diventano progressivamente più bassi. La differenza tra le dimensioni dell'ingranaggio conduttore e dell'ingranaggio condotto diminuisce. Ingranando la seconda marcia, il manicotto fissa l’ingranaggio della seconda sull'albero scanalato, permettendo alla coppia motrice di trasferirsi sull'albero scanalato.

Nella terza marcia il manicotto fissa l'ingranaggio della terza all'albero scanalato. La coppia motrice passa attraverso il terzo ingranaggio dell'albero intermedio e il terzo ingranaggio dell'albero scanalato. La velocità aumenta al ridursi della coppia.

Ingranando la quarta marcia, la velocità aumenta, con un'ulteriore riduzione della coppia. Questa marcia si realizza collegando direttamente l'albero secondario con l'albero primario, senza coinvolgere gli ingranaggi nella trasmissione. Il numero di giri dell'albero del motore è uguale a quello dell'albero in uscita. La quarta marcia corrisponde quindi alla presa diretta.

La retromarcia viene realizzata con l'ausilio di un terzo albero, attraverso un ingranaggio detto azioso, che trasmette il moto tra l'albero intermedio e quello scanalato, invertendone il senso di rotazione.

Innestando una marcia bassa, si ottiene una coppia motrice più alta, ma con una velocità bassa. Le marce alte consentono al veicolo di raggiungere velocità elevate e di risparmiare carburante, ma permettono un'accelerazione più debole.

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