Az Ortlinghaus Tengelykapcsolók Átfogó Leírása és Működési Elvei

A tengelykapcsolók létfontosságú szerepet játszanak a modern gépekben és járművekben, lehetővé téve a nyomaték átvitelét és annak megszakítását a motor és a sebességváltó között. A tengelykapcsoló teszi lehetővé, hogy a belsőégésű motor alapjárati fordulatszámon működjön, miközben a gépkocsi áll. A gépkocsi indulásakor és azután a sebességfokozatok váltásánál pontos és mérsékelt sebességű tengelykapcsoló működtetés szükséges.

Az Ortlinghaus Tengelykapcsolók: Általános Jellemzők és Típusok

Az Ortlinghaus egy rendkívül átfogó termékpalettát kínál a tengelykapcsolók és fékek terén. A tengelykapcsolók alapvető funkciója, hogy a motor és a hajtómű között súrlódás révén oldható nyomatékátviteli kapcsolatot létesítsenek, ami lehetővé teszi a sebességfokozatok kapcsolását.

Súrlódó Lemezek: A Tengelykapcsoló Alapvető Elemei

A súrlódó lemezek és a súrlódó felület minden tengelykapcsoló és fék fontos funkcionális elemei, amelyek a tengelykapcsolók és fékek korai napjai óta számos módon fejlődtek. A súrlódó rendszer kiválasztása az alkalmazástól függ. Általánosságban elmondható, hogy egy súrlódó anyaggal ellátott lemez egy acél vagy öntöttvas ellenlemezzel működik együtt. A belső és külső lemezeket a többi hajtóelemmel fülek és hornyok rögzítik, és a bordás tengelykapcsoló illeszkedik a DIN 867 és DIN 5480 szabványokhoz, valamint más szabványokhoz.

Szárazon Futó Lemezek

Általában a szárazon futó tengelykapcsolók és fékek „organikus” súrlódó béléssel ellátott lemezpárt használnak, egy acél vagy speciális öntöttvas ellenlemezzel. Bár ez a súrlódási kombináció kopásnak van kitéve, tartósságának köszönhetően szabványos megoldássá vált. Szinterezett, fémes súrlódó béléseket is használnak speciális alkalmazásokhoz. Az itt leírt súrlódó béléseket gyűrűk vagy szegmensek formájában szegecselik vagy ragasztják a lemezekre, vagy szinterezési eljárással viszik fel. Szárazon futó alkalmazás esetén elsősorban a kopás mértékét, a súrlódási együtthatót és a zajt befolyásolja a felület.

Nedvesen Futó Lemezek

A „nedvesen futó” lemezek esetében figyelembe kell venni a kenő- és hűtőolajat, mivel ez döntő szerepet játszik a súrlódási folyamatban. Nedvesen futó tengelykapcsolóknál és fékeknél a „klasszikus” acél/acél súrlódási kombinációt ma már egyre inkább acél/szinterezett bevonat váltja fel. A szinterezett bevonat szabványos minőségei a nagy teljesítményű súrlódó bélésekre vonatkozó feltételek széles skáláját képesek lefedni. Ezenkívül a szinterezés összetétel, porozitás és olajjal való kompatibilitás tekintetében is variálható, lehetővé téve számos speciális feladat teljesítését. Nedvesen futó alkalmazás esetén azonban a súrlódó felület barázdálása kritikus fontosságú a hűtőolaj pontos irányításához. Számos különböző felületi mintázat áll rendelkezésre, különösen a szinterezett lemezek esetében, sokféle alkalmazáshoz. Ezek közé tartoznak például a spirális barázdák, radiális barázdák vagy a kettő kombinációja, méhsejtminták és napkitörésminták, valamint az olajcsatornák egyéb különböző formái.

Tengelykapcsoló: funkció és jelentőség

Az Ortlinghaus Tengelykapcsoló Méretezése: Egy Példa (Ortlinghaus 0-100-004-84)

A tengelykapcsoló megfelelő működésének biztosítása érdekében alapos méretezésre van szükség. Az alábbiakban egy konkrét Ortlinghaus tengelykapcsoló (típus: Ortlinghaus 0-100-004-84) méretezési példáját mutatjuk be, figyelembe véve a maximális nyomatékot és az alkatrészek szilárdsági ellenőrzését.

Adatok a méretezéshez:

• Névleges nyomaték: 3,98 kNm
• Fordulatszám: 700 1/min
• Kapcsolások száma: 200/óra

1. A maximálisan átadott nyomaték meghatározása

A tengelykapcsolónak a biztonsági tényezővel növelt névleges nyomatéknál nagyobb nyomatékot kell átvinni. A maximális nyomaték értéke alapján katalógusból választott típus az Ortlinghaus 0-100-004-84, amellyel a maximálisan átvihető nyomaték 16000 Nm. Edzett acéllemezeket alkalmazunk, ezért a megengedett felületi nyomás pmeg=1,5 Mpa, a súrlódási tényező pedig µ = 0,05 lesz. Mivel a ténylegesen fellépő felületi nyomás p kisebb, mint a megengedett pmeg, így a tengelykapcsoló felületi nyomásra megfelel.

2. Tengelyméretezés

A tengelyt a legnagyobb csavarónyomaték figyelembevételével méretezzük. A tengely anyaga: Fe 690-2, a megengedett csúsztatófeszültség τ meg = 130MPa. A tengely keresztmetszetét reteszhorony gyengíti. A gyengítő hatást úgy vesszük figyelembe, hogy az átmérőhöz hozzáadjuk a horonymélységnek megfelelő értéket. Példánkban a tengelyátmérő tehát d t = 85 + 9 = 94mm.

3. A tengelykötés méretezése

A kapcsolótárcsákat fészkes retesszel rögzítjük a tengelyre szilárd reteszkötéssel. Mivel a retesz palástnyomással viszi át a nyomatékot, ismerni kell a megengedhető értékét. Acéltengely esetén, hőkezelt agyon 120-200 MPa. Mivel a tengelykapcsoló változó terheléssel üzemel, ezért a maximálisan megengedett palástnyomás 140 MPa nagyságúra veszem. A számított szükséges reteszhosszúság (kb. 279 mm) kivitelezési nehézségeket okoz, így 3 db 100 mm hosszú reteszt építünk be, mellyel a biztonság irányába térünk el a reteszhossz szükséges hosszúságát illetően. A retesz anyaga Rm≥ 590MPa szakítószilárdságú húzott acél.

Kuplungpedál holtjátékának beállítása

4. Az emelővilla szilárdsági ellenőrzése

Üzemeltetéskor három villa származtatja át a lemezekre az axiális irányú (FA) nyomóerőt. Egy emelővillára ható terhelés körülbelül 41073,4 N. Az emelővilla ellenőrzésekor a csapfurat által gyengített részt tekintjük veszélyes keresztmetszetnek. A villák anyaga: Fe 690-2, a megengedett hajlítófeszültség σ meg = 245MPa. A számított hajlítófeszültség és biztonsági tényező alapján a kar méretezése megfelelő. A szögemelőt tartó csapot kettős nyírásra ellenőrizzük. A csap Fe 690-2 anyagból készül, megengedett nyírófeszültség τ meg = 140MPa. A csapméret szilárdságilag megfelelő, mivel a valójában ható nyírófeszültség kisebb, mint a megengedett.

Tengelykapcsolók a Mezőgazdaságban: Traktorok Esetében

A traktorok tengelykapcsolói olyan tartós alkatrészek, amelyeket számos traktorba és mezőgazdasági gépbe építenek be, és amelyek a motor és a sebességváltó közötti erőátvitelért felelősek. A motor nyomatékát közvetlenül a sebességváltó bemeneti tengelyére továbbítják, emellett felelősek a motorból a sebességváltóba irányuló teljesítményáramlás létrehozásáért és megszakításáért. A traktorok tengelykapcsolói a használatuktól függően természetes kopásnak vannak kitéve.

Különböző Traktor Tengelykapcsoló Típusok

• Egytárcsás tengelykapcsolók: Az erőátvitelhez szükséges kuplungtárcsa a lendkerék és a nyomólap nyomólemeze között helyezkedik el. Az átkapcsolási folyamat egy tányérrugón vagy karokon keresztül történik. Az egyszeres tengelykapcsoló házában lévő tengelycsonk profil egy üreges tengelyen keresztül valósítja meg a független TLT-meghajtást a sebességváltóban. Ez a tengelykapcsoló-típus olyan traktorokhoz alkalmas, amelyek a menethajtásnál Power Shuttle vagy Power Shift sebességváltóval, a TLT-meghajtásnál pedig mechanikus tengelykapcsolóval rendelkeznek. Normál állapotban a TLT-meghajtás tengelykapcsolója ki van kapcsolva, és szükség esetén a járművezető kézzel kapcsolja be azt.
• Kettős tengelykapcsolók: Ezzel a kialakítással két, egymástól független vagy egymás után kapcsolt tengelykapcsoló a menethajtáshoz és a TLT-meghajtáshoz egyetlen egységben egyesül. A kettős tengelykapcsolókat a menethajtás nyomólapjai és a TLT-meghajtás közötti tányérrugó működteti. Normál állapotban ezek a tengelykapcsolók be vannak kapcsolva.
• Szekvenciális tengelykapcsolók: Ezeknek csak egy működő kioldócsapágya van a két tengelykapcsoló működtetéséhez. A biztonsági TLT-meghajtás nélküli kettős tengelykapcsolókkal ellentétben a TLT-meghajtás tengelykapcsolója ennél a változatnál normál állapotban ki van kapcsolva. A TLT-meghajtás tengelykapcsolójának bekapcsolásához annak nyomócsapágyát kézzel, egy tengelykapcsoló karral kell előre mozgatni.
• Első TLT-meghajtás többlemezes tengelykapcsolói: Ezek száraz többtárcsás tengelykapcsolók vagy membránrugós tengelykapcsolók, amelyek egy tengelykapcsoló testből és három kerámiabetétes tengelykapcsoló lemezből állnak, és egy kioldócsapágyon keresztül működnek. Nem rendelkeznek olajszivattyúval a kenéshez, és olcsóbbak, valamint kevesebb karbantartást igényelnek, mint a nedves többlemezes tengelykapcsolók. Nem rendelkeznek fékkel a kikapcsoláshoz, mivel kikapcsoláskor még nagy nyomaték mellett is csak kis erőket továbbítanak.

Torziós Csillapítók és Súrlódó Bevonatok

A torziós csillapítók a motor és a sebességváltó összekapcsolásának alapvető elemeit képezik. Számos, különböző motor- és sebességváltó-változatokkal rendelkező járműben használják őket. Ha a járműben nincs csillapító, a forgási egyenetlenségek miatt a lendkeréken keresztül rezgések és zajok juthatnak a sebességváltóba. Ezek a rezgések a legnagyobb terhelésű, nagy teljesítményű motoroknál a legerősebbek. A kéttömegű lendítőkerék (ZMS) 1985 óta hozzájárul a kisebb zajszinthez és a komfortosabb működéshez.

A tengelykapcsoló tárcsák fémtestekből állnak, amelyeket súrlódó bevonat borít - hasonlóan a fékpofákhoz vagy a fékbetétekhez. A tengelykapcsoló tárcsák szerves bevonatai rendszerint folyamatosak és üvegszálból készülnek. A réz- és acélszálas anyagok tovább javítják a kopásállóságot. A fémkerámia bevonatmezők formára préselt szinterezett fémből állnak, és 400 °C-ig terjedő hőmérsékleten alkalmazhatók. Előnyük, hogy a súrlódási együtthatójuk magasabb, mint a szerves bevonatoké, így a nyomaték alacsonyabb felületi nyomással vihető át.

Tengelykapcsoló Működtetés és Automatizálás

A komfort igények növekedése miatt a tengelykapcsoló működtetését a konstruktőrök igyekeznek minél kisebb erőszükséglettel megvalósítani, illetve automatizálni. A modern gépkocsikba a SAC (Self Adjusting Clutch) önműködő utánállítású tányérrugós tengelykapcsolókat szerelnek be. Ezzel csökken a működtetéshez szükséges erő és a karbantartási igény is.

Dacia MCV (2011) kuplung rezgések

Automatizált Rendszerek a Hajtásláncban

Az egyre nagyobb forgalomsűrűség, a dráguló hajtóanyagok, a környezetkímélőbb közlekedés, a komfortosabb autózás igénye miatt egyre nagyobb a jelentősége annak, hogy automatizálják a hajtáslánc elemeit. Ennek egyik példája a kézi kapcsolású sebességváltók automatizálása (ASG - Automatisierten Schaltgetrieben), amely önműködő tengelykapcsolót igényel. A tengelykapcsoló automatikus működtetését és ellenőrzését a sebességváltó elektronika végzi.

Mechanikus Működtetés

A mechanikus kiemelő szerkezetnél golyósoros emelőpályát alkalmaznak, melynél a működtető egység bowden huzallal fejti ki az erőt. Ekkor a beavatkozó egység a tengelykapcsoló közelébe szerelhető fel. A kinyomó-csapágy működtetése a másik típusváltozatnál mechanikus áttétellel is történhet.

Elektrohidraulikus Működtetés

A tengelykapcsoló és a sebességváltó működtetéséhez új villanymotorokat fejlesztettek ki. Az Ortlinghaus által is alkalmazott elektrohidraulikus működtetés esetén a villanymotor, csigahajtással és mechanikus áttétellel mozdítja el a hidraulikus főhenger dugattyúját. Az így létrehozott olajnyomást cső vezeti a munkahengerhez, melynek dugattyúja kar áttétellel emeli ki a tengelykapcsolót. Az alkalmazott hidraulikus nyomás általában 40 - 60 bar közötti, melyet vagy egy villanymotorral hajtott hidraulikaszivattyú hoz létre, vagy a gépkocsi központi hidraulika rendszere biztosít. A tengelykapcsoló nyitásához a nyomástárolóból elektromágneses szelep vezérli ki az olajnyomást a munkahengerbe. Annak dugattyúja Bowdennel adja át a működtető erőt a kiemelő szerkezetnek. A tengelykapcsoló zárása és a munkahenger dugattyújának visszaállítása rugókkal történik. A villanymotor, a mechanikus áttétel és a hidraulika egyetlen közös szerelési egységet alkot.

Elektropneumatikus Működtetés

Ezt a tengelykapcsoló működtető változatot sűrített levegő ellátó és tároló rendszerrel ellátott haszonjárműveknél alkalmazzák. Az elektro-pneumatikus tengelykapcsoló működtető egység betölti a rásegítő feladatát is, mert hatékonyan csökkentik a működtető erő szükségletet. Leggyakrabban automatizált sebességváltóval szerelt haszonjárműveknél alkalmazzák, és minden sebességváltáskor működteti a tengelykapcsolót. Az elektro-pneumatikus tengelykapcsoló működtető egység olyan konstrukció, hogy bizonyos zavaró körülmények nem váltanak ki váratlan reakciókat a tengelykapcsoló működtetésében. A négy elektromágneses szelep működteti a sűrített levegő energiájával a tengelykapcsolót. Közülük kettő kis átömlési keresztmetszetű és a lassú működtetést végzi. A tengelykapcsoló oldásához a munkahenger két elektromágneses szelepen keresztül sűrített levegővel töltődik fel. A tengelykapcsoló záráshoz a munkahengerből a sűrített levegőt két másik elektromágneses szelep engedi a szabadba.

Érzékelők és Elektronikus Vezérlés

A hagyományos tengelykapcsolóval és sebességváltóval szerelt korszerű személygépkocsiknál egyre több tengelykapcsoló működtetés függő elektronikus szabályozást valósítanak meg. A motor elektronika a takarékosság jegyében megváltoztatja a tüzelőanyag befecskendezést nyitott tengelykapcsolónál. Ezzel egyaránt csökkenthető a tüzelőanyag fogyasztás és a kipufogógáz emisszió is. Az elektromechanikus rögzítő fék is a tengelykapcsoló állapot információt használja fel a működéséhez.

A fentiekben említett rendszerek működéséhez fontos a tengelykapcsoló pedál helyzetének, illetve elmozdulásának pontos érzékelése. Ez utóbbi információnak a betét kopottságára vonatkozó diagnosztikai tartalma is van. Ezek miatt különböző érzékelőket szerelnek fel a kuplung pedálra. Ezeknek olykor szélsőséges hőmérsékleteknél is működniük kell. A tengelykapcsoló elmozdulását potenciométer jelzi vissza az elektronikának, és az elmozdulás érzékelő a sebességváltó elektronikától pontosan beállított tápfeszültséget kap, és a dugattyú helyzetének megfelelő feszültség jelet ad az elektronikának. Ebből a jelből az elektronika pontosan meghatározza a tengelykapcsoló pillanatnyi helyzetét és a löketet. Így a tengelykapcsoló kiemelése és zárása a pillanatnyi igényeknek mindig megfelelő.

Tengelykapcsoló Pedál Érzékelők Típusai

Az alábbi táblázat összefoglalja a tengelykapcsoló pedál érzékelők leggyakoribb típusait és jellemzőiket:

tags: #Ortlinghaus #tengelykapcsoló #A #alak #leírás

• Kilométeróra hibaelhárítás Ford Fiestán
• Audi 80 tükör karbantartás és csere
• Részletes elemzés a Honda vízszivattyúkról
• A kerékpár fékbetétek típusai
• Műszaki áttekintés Lada kombiról