8/18/2019 L03 TA

1/14

L 03 TA As. dr. ing. Dobre Alexandru

1

AMBREIAJUL

 Ambreiajul   este un cuplaj elastic (solidarizează capetele a doi arbori dispuși unul în prelungirea celuilalt) intermitent (asigură cuplarea și decuplarea arborilor fără demontarea sauremontarea cuplajului) comandat (decuplarea sau cuplarea se face ca urmare a unei comenzi)

normal cuplat (în stare normală este în situația cuplat).  Necesitatea ambreiajului vine din dorința de a compensa dezavantajele motorului cu ardere

internă: imposibilitatea pornirii în sarcină, existența unei zone de funcționare instabilă.Rol:

1) 

Decuplarea (debreierea) temporară a motorului de transmisia automobilului, fiindnecesară:

  când este pornit electric motorul cu ardere internă la temperaturi scăzute până seatinge regimul de funcționare stabilă a acestuia; 

  la schimbarea treptelor de viteză; 

 

la oprirea și frânarea totală a automobilulului.2)  Cuplarea motorului de transmisia automobilului, fiind necesară: 

   pentru pornirea de pe loc a automobilului (motorul cu ardere internă nu poate porni sub sarcină);

  după schimbarea treptelor.3)  Limitarea valorii maxime a momentului de torsiune din restul transmisiei (cuplaj de

siguranță) 4)  Amortizează vibrațiile torsionale din sistemul de propulsie5)  Asigură egalizarea momentului motor cu momentul rezistent la schimbarea treptelor  de

viteză;Condiții impuse ambreiajului 

a)  Decuplarea ambreiajului trebuie să fie completă, rapidă și să necesite din parteașoferului eforturi reduse, pentru o cursă la pedală limitată. Prin decuplarea transmisiei demotor, roțile dințate din cutia de viteze nu mai sunt în sarcină, iar schimbarea treptelorde viteze se face fără eforturi mari între dinți. În caz contrar   au loc următoarele

 probleme:

  schimbarea treptelor de viteză va fi foarte dificilă, însoțită de șocuri și zgomote,deoarece roțile dințate sunt sub sarcină parțială, iar efectul fiind uzura danturii

roților dințate sau a sincronizatoarelor din schimbătorul de viteze.   dacă schimbătorul de viteze este cuplat și motorul funcționează, ambreiajul

 patinează, componentele sale se încălzesc, garniturile de frecare se uzează sauchiar se ard.

 b)  Cuplarea ambreiajului trebuie să fie lină, progresivă și perfectă (fără patinare în timpul

rulării). Dacă cuplarea ambreiajului se face brusc apar smucituri îndeosebi la pornirea de pe loc a automobilului. Cuplarea ambreiajului la pornirea de pe loc a automobilului

începe din momentul atingerii suprafețelor de frecare ale părților conducătoare șiconduse și se încheie la egalizarea vitezelor lor unghiulare. 

c)  Ambreiajul trebuie să transmită momentul motor maxim chiar și în cazul cândgarniturile de frecare sunt uzate la limita admisibilă. Pentru îndeplinirea acestei cerințe

8/18/2019 L03 TA

2/14

L 03 TA As. dr. ing. Dobre Alexandru

2

momentul de calcul al ambreiajului se adoptă mai mare decât momentul maxim almotorului.

d)  Ambreiajul trebuie să ofere o siguranță ridicată în exploatare, să aibă o fiabilitate și orezistență la uzare cât mai mare. 

Alte condiții generale impuse ambreiajului

 

 partea condusă a a ambreiajului trebuie să posede un moment de inerție cât mairedus pentru micșorarea sarcinii dinamice în transmisie și masă proprie cât maireduse;

  dimensiuni de gabarit limitate (diametrul exterior maxim al garniturilor de

frecare este limitat la 430 mm);

  să posede o construcție simplă și ieftină.   să permită evacuarea căldurii în mediul înconjurător;   regimul termic să aibă valori reduse;   acționarea să fie simplă și ușoară;   să fie ușor de întreținut sau dacă e posibil să nu necesite operații de întreținere; 

 

să fie echilibrat dinamic.Compunerea ambreiajului

Ambreiajul este compus din următoarele părți principale: 1.  Partea conducătoare –   este acea parte a ambreiajului care este montată pe volantul

motorului și poate fi identificată ca fiind acea parte a ambreiajului care se rotește cândmotorul este în funcțiune, ambreiajul este decuplat, iar automobilul stă pe loc.Cuprinde următoarele componente:

  carcasa interioară a ambreiajului; 

   placa de presiune (discul de presiune);

 

arcul de presiune (arc diafragmă sau arcul elicoidal).2.

  Partea condusă  –  este acea parte a ambreiajului care este în legătură cinematică directăcu arborele de intrare (primar) al cutiei de viteze și poate fi identificată ca fiind acea

 parte a ambreiajului care nu se rotește când motorul este în funcțiune, ambreiajul edecuplat, iar automobilul stă pe loc. Cuprinde următoarele componente: 

  discul sau discurile ambreiajului;

  arborele ambreiajului.

3.  Sistemul de acționare (de comandă)  –  cuprinde două părți: 

  Sistemul interior de acționare  –   cuprinde piesele și subansamblurile care

realizează comanda ambreiajului, fiind situate în interiorul carterului. Învarianta cea mai completă acesta este format din următoarele componente: 

o   pârghiile de debreiere; o  inelul de debreiere;

o  manșonul de debreiere cu rulmentul de presiune și suportul său; o  furca ambreiajului.

  Sistemul exterior de acționare  –  cuprinde piesele și subansamblurile montateîntre pedala ambreiajului și capătul furcii ambreiajului, acesta în funcție detipul de acționare poate conține: 

o   pedala ambreiajului;

o  cilindrul principal;

o  cilindrul de acționare; 

8/18/2019 L03 TA

3/14

L 03 TA As. dr. ing. Dobre Alexandru

3

o  conducta de lichid;

o  cablul de acționare. 

Principiul de funcționare 

Funcționarea ambreiajului mecanic se bazează pe forțele de frecare care apar între

suprafețele părții conduse și conducătoare ale acestuia.

a –  stare decuplată b –  stare cuplată Fig. 1 Principiul de bază al funcționării ambreiajului

Fig. 2 Printre primele soluții de ambreiaj utilizat la autovehicule1 –  volant, 2 –  arborele, 3 –  garnitură de fricțiune, 4 –  arc, 5 - discul

Părțile componente ale unui ambreiaj mecanic sunt împărțite astfel: partea conducătoare, partea condusă și mecanismul de acționare. Partea conducătoare este solidară la rotație cu volantul,

iar cea condusă cu arborele primar al cutiei de viteze.

5

8/18/2019 L03 TA

4/14

L 03 TA As. dr. ing. Dobre Alexandru

4

Fig. 3 Montajul componentelelor ambreiajului

a - explodat

Parteaconducătoare 

Partea

condusă 

Arborele primar

Carter

Rulment de presiune

Volant

Flanșaarborelui cotit

8/18/2019 L03 TA

5/14

L 03 TA As. dr. ing. Dobre Alexandru

5

 b - secționat Fig. 5 Componentele ambreiajului

Bridăelastică 

Rulment pentru

montare volant

Cilindru de acționare 

8/18/2019 L03 TA

6/14

L 03 TA As. dr. ing. Dobre Alexandru

6

Fig. 6 Ambreiajul mecanic cu arc diafragmă central 1 –  volant, 2 –  elementul elastic pentru amortizarea vibrațiilor torsionale, 3 –  carcasa interioară a

ambreiajului, 4 –  arborele ambreiajului, 5 –  rulmentul de presiune, 6 –  furca de acționare, 7 –  arc diafragmă,8 –  garnitura de frecare

13

8

4

5

6

7

2

8/18/2019 L03 TA

7/14

L 03 TA As. dr. ing. Dobre Alexandru

7

Fig. 7 Modul de acționare al ambreiajului mecanic

8/18/2019 L03 TA

8/14

L 03 TA As. dr. ing. Dobre Alexandru

8

Ambreiajele cu arc diafragmă împins pot fi montate și demontate rapid ceea ce constituie unavantaj major pentru producătorii de autovehicule și operatorii service. Având o caracteristică maifavorabilă (un raport mai mare de amplificare a forței de acționare), ambreiajele cu arc diafragmătras pot transmite un moment mai mare la același diametru, dar din cauza montajului mai complexeele fiind utilizate la vehicule de performanță (sport) și la vehicule de mare tonaj.

a - ambreiaj cu arc diafragmă impins  b - ambreiaj cu arc diafragmă tras 

a - ambreiaj cu arc diafragmă impins  b - ambreiaj cu arc diafragmă tras Fig. 8 Ambreiaj tras/împins 

1 –  disc, 2 –   placă de presiune, 3, 3’  –  arc diafragmă împins / tras, 4 –  carcasa ambreiajului, 5 –   bridăelastică, 6 –  rulment de presiune

La unele autocamioane şi la autoturismele mai vechi presiunea asupra discului de ambreiaj

este realizată de mai multe arcuri periferice, iar placa de presiune este acţionată prin intermediulunor pârghii numite pârghii de debreiere (ambreiajul monodisc/bidisc cu arcuri periferice).

1

2

2

1

3

3’ 4

4

5

5

6

8/18/2019 L03 TA

9/14

L 03 TA As. dr. ing. Dobre Alexandru

9

Fig. 9 Ambreiaj cu arcuri elicoidale dispuse periferic

a –  cuplat (pedala de ambreiaj este liberă)  b –  decuplat (pedala de ambreiaj este acționată) Fig. 10 Ambreiajul mecanic cu arcuri elicoidale dispuse periferic

1 –  Carcasa ambreiajului2 –  Carcasele arcurilor3 –  Arcurile elicoidale dispuse periferic4 –  Placa de presiune5 –  Volantul6 –  Discul ambreiajului7 –  Rulmentul de presiune8 –  Arborele primar9 –  Pârghia de debreiere 

9

8/18/2019 L03 TA

10/14

L 03 TA As. dr. ing. Dobre Alexandru

10

Ambreiajele cu arcuri periferice clasice folosesc arcuri precomprimate (dispuse pe unul sau

mai multe cercuri între carcasă și discul de presiune) pentru a realiza forța de apăsare pe suprafețelede frecare și pârghii pentru debreiere care au sisteme individuale de reglare a jocului dintre capetelelor și manșonul de cuplare. 

Ambreiajul mecanic bidisc

Pentru a se putea transmite cupluri mari, dar totodată diametrul ambreiajului să nu crească prea mult (cresc şi forţele centrifuge precum şi dimensiunile de gabarit) se folosesc mai multediscuri de ambreiaj puse în paralel aşa cum se poate observa în figura de mai sus aceste ambreiaje.Folosirea ambreiajului bidisc cu arcuri elicoidale se recomandă a se utiliza când cuplul care trebuietransmis depășește 800 Nm. 

Ambreiajele monodisc și bidisc sunt ambreiaje cu frecare uscată care au un sing ur disccondus, respectiv două discuri conduse și la care forța de strângere se realizează prin forța elasticădezvoltată de arcuri.

Fig. 11 Ambreiajul bidisc cu arc diafragmă dispus central A –  carcasa ambreiajului, B –  rulmentul de presiune, C, E –  discurile, D –   placa de presiune intermediară, F -

volantul

8/18/2019 L03 TA

11/14

L 03 TA As. dr. ing. Dobre Alexandru

11

a –  cuplat (pedala de ambreiaj este liberă)  b –  decuplat (pedala de ambreiaj este acționată) Fig. 12 Ambreiajul mecanic bidisc cu arc diafragmă dispus central 

Fig. 13 Ambreiaj bidisc cu arcuri elicoidale dispuse periferic

Ambreiaj bidisc cu arc

diafragmă împins 

Ambreiaj bidisc cu arc

diafragmă tras 

 placă de presiune intermediară 

discuri

 pârghie de debreiere

rulment de presiune

arc elicoidal

 placă de presiune 

volant

furca ambreiajului

8/18/2019 L03 TA

12/14

L 03 TA As. dr. ing. Dobre Alexandru

12

Materialul utilizat pentru garniturile de frecare are o influență majoră asupra construcțieidiscului condus și asupra comportării ambreiajului. Există trei tipuri de garnituri de frecare folositela ambreiajele moderne:

a)  Garnituri de frecare din materiale organice, folosite în general la autoturisme șiautovehicule grele europene, asigură un confort ridicat, dar au durabilitate redusă. Acestea se obțin

din fibre și lianți organici întrepătrunși într -o matrice din fibre de sticlă sau materiale similare (întrecut azbest) și diferite inserții pentru îmbunătățirea coeficientului de frecare și creșterea stabilitățiitermice, de obicei incluziuni metalice (Pb, Zn, Cu, alamă etc.) sub formă de sârmă, șpan sau

 pulbere. Coeficientul acestor garniturii fiind între 0,25-0,32. În prezent, din cauza reducerii poluăriiazbestul a fost eliminat din componența acestor materiale, precum și plumbul. 

b)  Garnituri de frecare din materiale metalo-ceramice  sunt folosite în general laautovehiculele sport și la autovehiculele grele americane. Sunt materiale compozite obținute prinsinterizare din Cu, silicați sau alți modificatori ai coeficientului de frecare și lianți. Coeficientul defrecare al acestor materiale este de 0,36-0,40. R ezistă la presiuni de strivire mai mari decâtmaterialele organice, de aceea sunt utilizate sub formă de plăcuțe nituite, lipite sau sinterizate direct

 pe discul metalic. Această soluție conduce la reducerea modulului de inerție polar al disculuicondus. Au conductibilitate termică bună și stabilitate mare la temperatură, fiind utilizate pentruautovehicule sport, dar și la autovehiculele grele din SUA, unde tehnologia ambreiajelor estediferită față de EU, în special din cauza modului de utilizare (în SUA se pune accentul pe fiabilitate,în dauna confortului). 

Fig. 14 Discul ambreiajului

8/18/2019 L03 TA

13/14

L 03 TA As. dr. ing. Dobre Alexandru

13

c) Garnituri de frecare din materiale metalice sinterizate   folosite în general laautomobilele sport. Sunt realizate prin sinterizarea din pulberi metalice (Cu, Sn, și alte adaosuri)direct pe discul condus din oțel sub forma unui strat subțire. Discurile astfel obținute au grosimea șiinerția reduse, dar nu rezistă la funcționarea îndelungată în regim de patinare. 

a –  hidraulic b –  mecanic Fig. 15 Sistemul de acționare al ambreiajului

Fig. 16 Sistemul de acționare al ambreiajului cu rulment de presiune hidraulic

Cablu de

acționare 

Cilindrul principal

Cilindrul de

acționare 

Arc diafragmă 

Furca de acționare 

Rulmentul de presiune mecanic

Arborele ambreiajului

Pedala de

ambreiaj

cilindru de acționare 

rulment hidraulic

 partea condusă 

 partea conducăt. 

rulment mecanic Rulmenthidraulic

 partea

condusă 

 partea

conducăt. 

8/18/2019 L03 TA

14/14

L 03 TA As. dr. ing. Dobre Alexandru

14

Fig. 17 Modul de acționare al ambreiajului cu rulment hidraulic