În cazul autovehiculelor cu ambreiaje cu frecare uscată acționate manual, forța pe care conducătorul auto o aplică pedalei trebuie să fie amplificată înainte de a fi transmisă ambreiajului.
Dezvoltatorii auto au conceput diferite soluții pentru îndeplinirea acestei funcții. Inițial, forța pedalei era transmisă printr-un cablu de la pedală la un mecanism cu levier din carcasa clopotului ambreiajului.
Ambreiajul era acționat cu ajutorul unui levier și al unui rulment de debreiere. Actualmente, cota de piață a acestor sisteme este neglijabilă, din cauza compartimentelor motor din ce în ce mai înguste care îngreunează instalarea unui cablu între pedală și levier pe cât posibil în linie dreaptă.
Razele de curbură foarte strânse nu sunt fezabile în cazul unui cablu din cauza faptului că frecarea și uzura cresc la un nivel inacceptabil iar confortul în timpul acționării ambreiajului este afectat.
Controlul hidraulic al ambreiajului este utilizat la ambreiajele moderne cu pedală.
Sistemele sunt de două feluri:
- Sistem semi-hidraulic
- Sistem complet hidraulic
La sistemele semi-hidraulice, cablul este înlocuit cu un circuit hidraulic care constă dintr-un cilindru principal pe pedală, o țeavă și un cilindru secundar pe partea exterioară a cutiei de viteze.
La sistemele complet hidraulice (Figura 1), funcțiile mecanismului de debreiere de pe partea cutiei de viteze sunt preluate de un cilindru secundar concentric (CSC).
Acesta este amplasat direct în clopotul ambreiajului între cutia de viteze și ambreiaj.
Cilindrul principal (emițător)
Cilindrul principal (Figura 2) constă dintr-o carcasă, un piston cu tijă și o configurație de două garnituri de etanșare (primară și secundară). El are un racord hidraulic la conducta de presiune a cilindrului secondar, care este de obicei un racord rapid, însă la anumite aplicații există și un racord cu șuruburi asemănătoare cu cele folosite la sistemele de frânare.
Cilindrul principal este de asemenea echipat cu un racord pentru alimentarea sistemului cu lichid hidraulic.
Aceasta are deseori loc printr-un racord hidraulic la rezervorul de lichid de frână. Există și soluții la care cilindrul ambreiajului este echipat cu propriul său rezervor. Garnitura de etanșare principală separă rezervorul de camera de presiune hidraulică, ceea ce permite formarea presiunii necesare pentru antrenarea ambreiajului. Garnitura de etanșare secundară separă partea de joasă presiune a rezervorului de zonele înconjurătoare. Atunci când pedala nu mai este acționată, un arc situat la nivelul pedalei sau al cilindrului principal asigură retragerea completă a pistonului. Racordul dintre rezervor și camera de presiune este deschis atunci când pedala este în poziția de repaus. Acum, aerul închis în sistem este eliberat,
iar lichidul poate curge în acesta. Acesta este momentul în care intervine mecanismul de autoreglare al sistemului hidraulic.
Carcasa primilor cilindri hidraulici de ambreiaj principali era odinioară fabricată din metal, necesitând deseori un proces de fabricație îndelungat. Introducerea unei carcase din plastic a cilindrului a dus la o producție mai simplă, dar procesele de proiectare adecvate pentru materialele plastice erau încă într-un stadiu de dezvoltare incipient și foarte departe de posibilitățile actuale. Atât pistonul cât și canelurile garniturii de etanșare erau realizate din metal călit la suprafață. Tijele de legătură erau fabricate de obicei din oțel, iar cilindrii aveau foarte multe garnituri de etanșare individuale.
Activitatea de dezvoltare continuă a permis reducerea numărului de componente individuale la aproximativ jumătate și în același timp renunțarea în mare măsură la folosirea de piese metalice costisitoare. Canelurile fiabile din plastic ale garniturilor de etanșare au fost implementate folosind combinații de materiale adecvate, iar substanțele termoplastice ranforsate cu fibră de sticlă înlocuiesc din ce în ce mai mult tijele de legătură din oțel. Combinarea funcțiilor a redus numărul garniturilor de etanșare de cele cinci inițiale la două.
Dezavantajul carcasei ușoare din plastic a cilindrului principal este tendința mai mare să scârțâie, din cauza coeficientului de frecare dependent de viteză dintre garniturile de etanșare din elastomer și a canelurii garniturii. Actualmente au fost concepute măsuri eficace de remediere a acestei probleme, cum ar fi straturile de acoperire sau unsorile speciale.
Pistoanele fabricate din material de tip duroplast împreună cu o unsoare îmbunătățită sunt folosite în producție. Asta înseamnă că scârțâitul iritant poate fi prevenit în mod eficient, chiar și în condiții climatice dificile și prin folosirea diferitelor tipuri de lichid de frână.
Conducta de presiune hidraulică
Conducta de presiune este bazată pe conductele de frână din autovehicul. Ea constă dintr-un furtun și un tub de oțel sau făcut în întregime din plastic. Un furtun este necesar pentru tubul din oțel pentru a compensa deplasările dintre sistemul de propulsie și șasiul autovehiculului. Progresia prescrisă a conductei trebuie să fie menținută pentru a garanta faptul că nu există contact cu alte componente din compartimentul motor. O protecție termică eficientă trebuie aplicată pentru conductele și furtunurile din plastic cate se află în apropierea zonelor fierbinți, cum ar fi turbocompresoarele sau țevile de eșapament.
Cilindrul principal cu funcție de senzor
Oricine deține un autovehicul cu un sistem de pornire-oprire este familiarizat cu următorul comportament: motorul se oprește automat ori de câte ori funcționarea lui nu este necesară.
Dacă schimbătorul de viteze este adus în punctul mort și ridicați piciorul de pe pedala de ambreiaj, sistemul electronic oprește motorul. Pentru a-l pune din nou în funcțiune nu trebuie decât să apăsați pe pedala de ambreiaj; motorul pornește imediat fără să trebuiască să efectuați alte operații.
Această oprire intermediară reduce consumul de combustibil și emisiile de CO2. Pentru o bună funcționare a funcției de pornire-oprire, autovehiculul solicită în mod constant informații privind poziția pedalei de ambreiaj. Această sarcină este îndeplinită de un extensometru instalat. În procesul fără contact, el transformă diferitele poziții ale pistoanelor din cilindru în diverse semnale electrice pe care le transmite la
motor și sistemul de comandă al cutiei de viteze.
Amortizorul de vibrații hidraulic (dispozitivul antivibrații)
La autovehicule, procesul de ardere al motorului poate da naștere la amplitudini ale vibrațiilor în ambreiaj, care se pot repercuta prin intermediul sistemului de debreiere la pedală (Figura 5). Conducătorul auto depistează atunci aceste vibrații sub forma unor furnicături neplăcute la picior sau le percepe sub formă de zgomot.
Pentru a preveni transmiterea vibrațiilor, în conductă pot fi introduse elemente de filtrare. Acestea sunt fie amortizoare cu membrană, fie filtre antivibrații (Figura 6) cu două supape de reținere dispuse una în partea opusă celeilalte sau o supapă cu furtun.
Limitatorul de vârf de cuplu
Limitatorul de vârf de cuplu (Figura 7) reduce fluxul volumelor din sistemul hidraulic la viteze mari de ambreiere folosind plăci frontale mobile. Acesta ar trebui să prevină suprasarcina sistemului de propulsie în cazul unui ambreiaj brusc, de ex. în cazul patinării pedalei de ambreiaj (Figura 8).
În cursul efectuării întreținerii, limitele vârfului de cuplu nu trebuie să fie eliminate de la sistemul hidraulic, pentru a evita defectarea cutiei de transmisie, arborilor de transmisie sau volantei cu masă dublă.
Cilindru secundar (receptor)
Într-un sistem semi-hidraulic, cilindrul secundar este amplasat în exteriorul clopotului cutiei de viteze și este folosit pentru activarea furcii de debreiere (Figura 9). În exemplul redat în acest manual, cilindrul secundar constă dintr-o carcasă, un piston cu garnitură de etanșare, un arc de preîncărcare și un șurub de aerisire.
Arcul de preîncărcare asigură o preîncărcare permanentă a rulmentului de debreiere, astfel încât acesta să se rotească în mod fiabil împreună cu ambreiajul în absența exercitării oricărei presiuni asupra sistemului de debreiaj, iar zgomotele neplăcute dintre rulment și diafragmă sunt prevenite. Un șurub de purjare permite umplerea și purjarea sistemului în timpul întreținerii.
Cilindrul secundar concentric (CSC)
Sistemele complet hidraulice sunt echipate cu un cilindru secundar concentric. Acesta constă dintr-un cilindru hidraulic de formă inelară cu un rulment de debreiaj încorporat în clopotul cutiei de citeze între cutia de viteze și ambreiaj, amplasat central față de arborele de intrare al cutiei de viteze.
Asta înseamnă că levierul din clopot, care este folosit în configurații cu fulie sau cilindru secundar, este omis. În plus, acest sistem are un grad ridicat de flexibilitate de design în materie de amplasare a conductei hidraulice în compartimentul motor.
Servo-asistența ambreiajului (CSA)
Servo-asistența ambreiajului electro-hidraulic este folosită pentru a reduce efortul pedalei prin furnizarea unei surse de putere exterioare. Un motor electric antrenează o pompă hidraulică, care, dacă este necesar, alimentează presiunea exercitată de conducătorul auto în sistemul de debreiaj. În consecință, efortul maxim de acționare a pedalei este redus la jumătate.
Rulmentul de debreiaj
Rulmentul de debreiaj realizează legătura dintre arcul cu diafragmă rotativ pe partea dinspre motor și mecanismul de ejecție amovibil de pe partea cutiei de viteze. El este acționat pe un manșon cu flanșă din clopotul cutiei de viteze.
Manșoanele de ghidare de la rulmenții de debreiaj și cilindrii secundari concentrici sunt concepuți astfel încât inelul de presiune să poată fi deplasat radial pe o distanță definită. În consecință, în orice moment în cursul operației de antrenare, este obținută o poziție centrală în raport cu vârfurile arcului diafragmă al ambreiajului. Această auto-centrare reduce uzura în zona vârfurilor arcului diafragmă și contrabalansează astfel o posibilă nealiniere între motor și cutia de viteze.
Pentru a transmite forța de debreiere la placa de presiune a ambreiajului, sunt folosiți rulmenți cu bile cu contact unghiular.
Acest design poate transmite forțe axiale mari, este rezistent la turații mari și poate fi folosit la temperaturi de funcționare de până la 150°C. Rulmenții de debreiaj au o durată de funcționare mare și nu necesită întreținere datorită lubrifierii permanente.
Rulment de debreiaj pentru ambreiaj de tip tras
Spre deosebire de un ambreiaj standard, fluxul de putere pentru acest design este întrerupt prin tragerea vârfurilor arcului diafragmă. Un inel opritor pretensionat este folosit drept element de conectare, care este cuplat la arcul diafragmei în timpul asamblării. Acest inel este fixat cu un dispozitiv de asamblare când este nou. Atunci când sistemul de debreiaj și ambreiajul sunt combinate, dispozitivul de asamblare se deplasează, iar inelul opritor este decuplat.
Dacă dispozitivul de asamblare al rulmentului de debreiaj este deplasat manual înainte de instalare, inelul opritor este declanșat. În consecință, arcul diafragmă nu se poate conecta iar sistemul de debreiaj este ineficace.
Funcții suplimentare:
Rulmenții de debreiaj pot fi dotați cu funcții suplimentare în vederea sporirii confortului de operare. Acestea includ autocentrarea mai sus menționată și mecanismul de compensare redat în Figura 77. Aici este folosit un rulment de debreiaj axial pe role, care face contact cu vârfurile arcului diafragmă.
Posibilele toleranțe ale componentelor care pot duce la vibrații ale pedalei sunt astfel prevenite în mod eficace.
Lucrări efectuate la sistemul de debreiaj
Senzorii
O tendință din ce în ce mai accentuată este de a echipa cilindrul principal și cel secundar cu senzori de măsurare a cursei de acționare și de a transmite valoarea acestei măsurători la unitatea de comandă a cutiei de viteze și motorului.
De obicei, sistemele echipate cu senzori pot fi recunoscute datorită faptului că o carcasă mică cu o fișă sau un racord pentru cablu este atașată la cilindrul principal sau la cel secundar. Fiecare senzor este coordonat individual la cilindrul principal sau la cel secundar și formează astfel un tot unitar cu acesta.
Senzorii nu trebuie îndepărtați de pe un cilindru și atașați pe altul. În cazul defectării uneia dintre componente, trebuie instalată întotdeauna o nouă combinație cilindru/senzor.
Lichidul hidraulic
Ambreiajele cu acționare complet hidraulică pot fi echipate cu sisteme de debreiaj închise sau alimentate din exterior. În cazul unui sistem închis, nu există niciun racord la alte sisteme hidraulice, de exemplu la sistemul de frânare.
Sistemul nu necesită mentenanță, așadar lichidul hidraulic nu trebuie recompletat sau înlocuit. Un sistem alimentat din exterior este conectat la rezervorul de lichid de frână printr-un furtun. Lichidul de frână absoarbe apa din cauza faptului că este folosit în vehicul, ceea ce poate duce la defectări ale garniturilor de etanșare sau la crearea de zgomote în cilindrul principal. Pentru a preveni aceste probleme, lichidul de frână
trebuie înlocuit cel puțin la fiecare doi sau trei ani.
Când alegeți lichidul înlocuitor, vă recomandăm insistent să respectați sfaturile producătorului autovehiculului.
Mentenanța sistemului hidraulic de debreiere se limitează de obicei la înlocuirea lichidului de frână. La fel ca în cazul sistemului de frânare, lichidul este recompletat prin pomparea cu pedala și deschiderea și închiderea sincronizată a șurubului de purjare.
Pentru un proces de clătire cât mai complet cu putință și pentru a preveni intrarea bulelor de aer în sistem,
recomandările speciale ale producătorului autovehiculului trebuie luate în considerare, de asemenea, în astfel de cazuri.
Curățenia este obligatorie în cursul efectuării oricăror lucrări la sistemul hidraulic. Chiar și cea mai mică contaminare cu impurități poate duce la scurgeri și defecțiuni. În cazul sistemelor care sunt concepute să folosească fluid de frână, în niciun caz niciun ulei mineral nu ar trebui să pătrundă în sistem. Din acest motiv, cilindrii și racordurile nu trebuie relubrifiați. Chiar și cele mai mici cantități de ulei mineral pot duce la distrugerea garniturilor de etanșare.
Pentru sistemele de ambreiaj care au un rezervor comun cu sistemul de frânare, există categoric riscul contaminării directe a sistemului de frânare.
Arborele de debreiere
Arborele de debreiere trebuie să fie întotdeauna îndepărtat în vederea evaluării defecțiunii, deoarece este efectuarea unui test cu acest arbore instalat este imposibilă.
Un rulment rodat sau uzat duce la înclinarea arborelui de debreiere și în consecință la gripare și/sau ambreiere bruscă.
Sistemul de rulmenți trebuie să fie întotdeauna lubrifiat.
Ansamblul levier/rulment de debreiaj
Mentenanța corectivă profesională a unui ambreiaj ar trebui să includă o inspecție a ansamblului levierului și rulmentului de debreiaj. În cursul acestei inspecții, suprafețele de sprijin ale levierului și rulmentului din cutia de viteze trebuie să fie examinate cu atenție pentru depistarea semnelor de uzură.
Dacă uzura este accentuată, componentele trebuie înlocuite.
Manșonul de ghidare
Manșonul de ghidare trebuie amplasat strict central și exact paralel cu arborele principal al cutiei de viteze. Presiunea sau punctele de uzură de pe manșon se pot interfera cu alunecarea rulmentului de debreiaj și pot duce la ambreiere bruscă sau la patinarea ambreiajului. Manșoanele de ghidare defecte sau uzate trebuie înlocuite întotdeauna, deoarece ele reprezintă una din cauzele principale de funcționare rigidă a ambreiajelor.
Rulmentul de debreiaj
Nu este posibili efectuarea unui test funcțional al rulmentului de debreiaj în service. Chiar și un inel de presiune uzat duce inevitabil la zgomot. Din acest motiv, el trebuie să fie înlocuit, în general, atunci când este înlocuit ambreiajul. După instalare, el trebuie să gliseze cu ușurință pe manșonul de ghidare.
Cilindrul concentric secundar (CSC)
Pentru a preveni defectarea cilindrului concentric secundar CSC, se recomandă următoarea procedură în cursul instalării:
● Instalați CSC și prindeți manual șuruburile pe suport
● Montați adaptorul pentru conducta hidraulică (dacă este cazul)
● Înșurubați șuruburile la 2 Nm
● Prindeți șuruburile conform specificațiilor și instrucțiunilor producătorului autovehiculului.
Cablul de ambreiaj
Dat fiind că o testare precisă a funcționării cablului nu este posibilă în service, se recomandă înlocuirea acestuia ori de câte ori ambreiajul este înlocuit. Vă rugăm să rețineți asamblarea corectă, un cablu care este îndoit prea mult sau înnodat va afecta confortul de operare.
Lubrifiantul
Datorită materialelor moderne, sistemul de debreiaj actual nu necesită multă lubrifiere. Aceasta se face numai în puncte definite cu precizie conform specificațiilor producătorului autovehicului.
