Autotelaio

Contenuto: Cambio M/T Cambio A/T 9:00 0:15

Cambio 11:19

Stacco del cambio Vetture FF: motore anteriore e trazione anteriore Motore e cambio trasversali Differenziale integrato nella scatola cambio Semiasse I veicoli Toyota sono essenzialmente suddivisi in due tipologie di sistemi di trazione/trasmissione: FF ossia con motore anteriore, e ruote motrici anteriori FR ossia con motore anteriore, e ruote motrici posteriori. I modelli MR in questo caso sono esclusi in quanto sono costituiti da un sistema unico di trazione RR, che potrebbe essere confrontabile con il sistema di trazione FF, bensì montato nella parte posteriore del veicolo. Tutti i nostri veicoli FF hanno un motore posizionato trasversalmente, con il cambio installato su un lato. Il differenziale è integrato nel cambio mentre i semiassi trasmettono il moto alle ruote. Cambio automatico Anteriore

Stacco del cambio Vetture FR: motore anteriore e trazione posteriore Motore e cambio longitudinali Differenziale separato dal cambio Coppia conica e differenziale In caso di veicoli di tipo FR, il motore è montato longitudinalmente al veicolo con il cambio montato dietro. Tramite l’albero di trasmissione la coppia è trasmessa tramite il differenziale alle ruote. Trasmissione automatica Albero della trasmissione

Stacco del cambio Sequenza di smontaggio 11:19 0:12 Dimostrazione pratica durante la spiegazione Quando i gruppi cambio/differenziale devono essere rimossi per interventi di riparazione o di sostituzione, di massima deve essere seguita la sequenza descritta di seguito La seguente spiegazione è molto generica , quando si esegue il lavoro è sempre necessario seguire sempre le indicazioni specifiche del manuale di riparazione. Nel Manuale viene descritta con precisione in quale sequenza deve essere eseguito il lavoro nel modo più sicuro e conveniente. Scollegare i cavi della batteria dopo aver trascritto le stazioni sintonizzate della radio. Rimuovere il cofano motore Scollegare le articolazioni del sistema sterzante dalla scatola guida Scollegare e/o rimuovere tutti i componenti collegati alla trasmissione Rimuovere gli elementi di sostegno delle sospensioni e la traversa centrale. Mantenere il motore in posizione e separare il gruppo cambio/differenziale dal motore.

Stacco del cambio Rimozione cofano motore Dopo aver scollegato la batteria, rimuovere il cofano motore come descritto di seguito: Porre alcuni panni sotto gli spigoli angolati del cofano a lato dei cardini. Due persone mantengono il cofano aperto, mentre una terza persona allenta i bulloni dei cardini. Collocare il cofano motore in una zona sicura, dove non si possa danneggiare o lasciar cadere il cofano.

Stacco del cambio Bloccare il volante in posizione centrale Prima di rimuovere alcuni componenti del sistema sterzante, “bloccare” il volante di guida in una posizione allineata e diritta utilizzando le stesse cinture di sicurezza.

Stacco del cambio Segnare i giunti connessione del piantone Contrassegnare le connessioni del piantone di sterzo alla scatola guida. Rimuovere il bullone di tenuta. Separare l’asta del piantone dall’ingranaggio di sterzo.

Stacco del cambio Smontaggio Rimuovere il sistema di aspirazione dell’aria e occludere il corpo farfallato. Scollegare il motorino di avviamento e rimuovere il motorino di avviamento. Scollegare i condotti idraulici del fluido frizione, i cavi del cambio eccetera. Scollegare il sistema di scarico dal motore.

Stacco del cambio Rimozioni cavi di selezione ed innesto marce Rimuovere i morsetti dai cavi per il cambio marcia e rimuovere i cavi. Scollegare le tubazioni del carburante e tutti i connettori elettrici del motore.

Stacco del cambio Scaricare l’olio cambio e rimuovere semiassi e tiranteria di sterzo Scaricare l’olio del cambio Scollegare i condotti dell’idroguida tra la pompa e la scatola guida. Scollegare i bracci di sterzo sugli snodi sferici di sterzo Rimuovere i semiassi Abbassare la traversa centrale di sostegno con la scatola guida collegata da sotto il veicolo.

Stacco del cambio Smontaggio Rimozione della traversa centrale di sostegno. Allentare tutti i bulloni e i dadi che fissano l’elemento di supporto alla scocca. Supportare la catena cinematica da sopra. Abbassare con cautela la traversa centrale con un martinetto idraulico per i cambi.

Stacco del cambio Sostenere il gruppo motore 13:29 0:12 Dimostrazione pratica durante la spiegazione Rimozione del cambio dal motore, all’interno del vano motore: Supportare il motore da sopra, usando gli appositi ganci di supporto o gli occhielli previsti sul motore. Accertare che la tensione della catena sia equivalente su entrambe le estremità. Sollevare leggermente tutta la catena cinematica ed allentare i supporti del cambio.

Stacco del cambio Bloccare il cambio su un carrello 13:41 0:20 Dimostrazione pratica durante la spiegazione Supportare il cambio con un martinetto specifico per il cambio, che deve essere regolato per potersi adeguare al tipo di gruppo cambio.

Stacco del cambio Rimuovere i bulloni della campana del cambio Allentare tutti i bulloni che uniscono il motore al cambio. Facendo leva con un cacciavite tra il motore ed il cambio nei settori dedicati. Separare il cambio dal motore, eventualmente muovendolo leggermente da una parte all’altra. Quando l’albero primario del cambio è completamente al di fuori del complessivo della frizione, è possibile abbassare il cambio.

Stacco della trasmissione Segnare la posizione relativa delle flange di attacco tra albero di trasmissione e pignone del differenziale 14:01 0:16 In caso di rimozione della trasmissione, Contrassegnare la posizione delle flange dell’albero di trasmissione Rimuovere i bulloni delle flange Rimuovere i bulloni dei cuscinetti dell’albero di trasmissione Separare l’albero di trasmissione dal cambio.

Stacco della trasmissione Veicoli FR SST per evitare la fuoriuscita di olio dalla trasmissione Quando l’albero di trasmissione viene staccato dal cambio: Montare un attrezzo specifico SST nella coda del cambio per evitare la fuoriuscita dell’olio del cambio.

Stacco della trasmissione Veicoli FR Rimozione del gruppo cambio Supportare il motore da sopra. Rimuovere tutti i bulloni tra motore e cambio, mentre il cambio viene supportato con un martinetto idraulico da sotto. Quando tutti i bulloni sono stati rimossi, arretrare il cambio. Abbassare il cambio con il martinetto idraulico.

Frizione Sostituzione Disco frizione Flusso aria Volano Coperchio Piastra di pressione borchia Molla a diaframma Area di contatto 14:17 14:17 0:30 Dimostrazione pratica durante la spiegazione Per sostituire la frizione, deve essere dapprima rimosso il gruppo cambio/differenziale. Il disco della frizione è racchiuso tra il volano e la piastra spingidisco. L’albero di ingresso del cambio è calettato al centro del disco frizione. Diminuendo la pressione esercitata dalla piastra spingidisco, il disco può ruotare liberamente tra volano e piastra spingidisco (frizione disinnestata). La pressione esercitata dalla molla a diaframma può essere annullata applicando pressione al centro del diaframma, agendo sul cuscinetto reggispinta Molla di richiamo

Frizione Il cuscinetto reggispinta è autocentrante Mozzo cuscinetto reggispinta frizione Cuscinetto reggispinta Mezzeria albero ingresso Mezzeria albero ingresso (mezzeria cuscinetto reggispinta) Per evitare la rumorosità causata dall’attrito tra la molla a diaframma e il cuscinetto reggispinta quando le linee di centraggio non sono allineate al 100%, viene utilizzato un cuscinetto auto-centrante. Nella sostituzione del disco frizione, si deve sempre sostituire questo cuscinetto e la copertura spingidisco con la molla a diaframma come complessivo. Mezzeria molla a diaframma (mezzeria cuscinetto reggispinta) Mezzeria molla a diaframma (mezzeria albero motore) Molla a diaframma

Sostituzione della frizione Pompa di comando della frizione Camera A Il passaggio dell'olio si apre Per controllare il movimento del cuscinetto (e pertanto per controllare i movimenti della frizione), si utilizza un cilindro idraulico. La procedura di revisione del cilindro maestro o del secondario della frizione è simile alla revisione per il cilindro maestro dei freni. Camera B Pedale della frizione rilasciato Molla di compressione

Sostituzione della frizione Ispezione disco frizione Semiscanalato Lato volano 14:47 0:05 Dimostrazione pratica durante la spiegazione Ispezione del disco frizione: Verificare lo spessore del disco o la profondità dei rivetti e confrontare le misure con le specifiche del manuale di riparazione. Accertarsi che le molle interne NON siano allentate (Strappi della frizione, o sussulti). Le scanalature in alcuni dischi frizione si estendono come incisioni lungo l’intera superficie periferica. Ciò non è sinonimo di usura ma è normale !! Le cosiddette scanalature rendono più rapido il distacco del disco frizione dalla piastra spingidisco e dal volano a causa del flusso dell’aria attraverso le scanalature. Durante la sostituzione del disco frizione, accertarsi che il disco frizione sia centrato sul complessivo utilizzando un attrezzo specifico SST. Il disco frizione deve essere montato in una certa direzione, far riferimento al manuale di riparazione. Applicare un sottile strato di grasso a base di litio solfuro di molibdeno su tutti i componenti in movimento del meccanismo della frizione. 14:52 0:02 Dimostrazione pratica durante la spiegazione Ispezionare il cuscinetto reggispinta verificando la sua morbida e silenziosa rotazione. 14:54 0:20 Dimostrazione pratica durante la spiegazione Rimontare il complessivo della frizione. Attrezzo speciale di manutenzione (SST)

Trasmissioni Coppia motore 15kg 1m Albero di uscita motore 15:29 Si pongono due problemi quando si collega il motore alle ruote: Se il motore ruota a 3000 giri/min. ed eroga a farfalla completamente aperta una coppia pari a 150 Nm. La velocità di rotazione del motore è troppo elevata per poter essere direttamente collegata alle ruote (se una ruota con un diametro di 60 cm girasse ad una velocità di 3000 giri/min., la velocità del veicolo sarebbe pari a 360km/h !) Una coppia motrice pari a 150Nm significa che collegando una barra lunga 1 metro all’albero di uscita del motore, e ponendo un contrappeso di 15 kg all’estremità della barra, sarebbe possibile fermare il motore (freno di Proney). Ciò è piuttosto insufficiente per poter muovere il veicolo . Da questo esempio è chiaro che la velocità di rotazione del motore deve essere necessariamente ridotta mentre la coppia motrice deve aumentare. 15kg Albero di uscita motore

Trasmissioni Rapporto di trasmissione 32 16 B (No. Denti Condotto) A (No. Denti Conduttore) = Ruota: giri/min??? Nm?? 32 Motore: 3000 giri/min 150 Nm 16 15:29 0:05 L’utilizzo degli ingranaggi risolve entrambi i problemi. Un ingranaggio composto da 16 denti connesso all’albero di uscita del motore è ingranato con un ingranaggio di 32 denti per trasmettere il moto alle ruote. Ad una rotazione del motore, i 16 denti percorrono l’intera circonferenza. Anche l’ingranaggio con cui si accoppia l’albero di uscita del motore ruoterà percorrendo 16 denti. Ma per questo ingranaggio, 16 denti corrispondono a ½ rotazione. Pertanto l’ingranaggio della ruota ruota a metà dei giri del motore, pari a 1800 giri/min. Supponiamo che l’ingranaggio del motore abbia un raggio di 1 m; la forza agente sui denti equivale a 150 Nm. Poiché il diametro dell’ingranaggio della ruota è doppio rispetto a quello uscente dal motore, i 150 N agenti sui denti dell’ingranaggio della ruota si raddoppiano, otteniamo quindi 150N x 2m = 300 Nm di coppia sulla ruota. Riducendo ulteriormente la velocità degli ingranaggi, si aumenta la coppia. Questa è la ragione per cui si parte in 1ma per ottenere una rapida accelerazione e bassa velocità delle ruote, mentre in autostrada si marcia in 5ta (bassa accelerazione e alta velocità).

Trasmissioni 64 Trasmissione differenziale 32 16 B C C A B A x = C B A 15:34 0:05 In una cascata di ingranaggi differenti tra di loro, il rapporto di riduzione totale equivale al rapporto tra i denti (diametro) del primo e dell’ultimo ingranaggio. Su veicoli il rapporto tra ingranaggi è determinato dal cambio e dal differenziale. Il prodotto di entrambi definisce il rapporto totale di riduzione tra motore e ruote motrici.

Cambi manuali Calcolo dei rapporti di trasmissione di 1a e 2a Ingranaggio conduttore 2a (24 denti) Ingranaggio conduttore 1a (16 denti) Ingranaggio condotto 2a (46 denti) 15:39 0:10 Sulla base delle affermazioni descritte in precedenza, vediamo cosa accade quando si vuole effettuare il cambio marcia dalla 1ma alla 2nda. Gli ingranaggi dell’albero di entrata sono fissi, mentre gli ingranaggi dell’albero di uscita possono essere innestati uno ad uno all’albero di entrata per variare il rapporto in uscita. Supponiamo che l’albero di entrata ruoti a 1200 giri/min. e che si innesti la 1ma marcia. Ciò implica che l’albero di uscita avrà una rotazione pari a 1200 x 16/58 giri/min. equivalente a 331 giri/min. L’ingranaggio della 2nda marcia sta ruotando a 1200 giri/min. ed ha 24 denti. La velocità periferica è pertanto 1200 volte per 24 denti pari a 28800 denti/minuto. La 2nda marcia dell’albero di uscita ruota liberamente ma a causa della viscosità dell’olio e per attrito, ruoterà alla stessa velocità dell’albero su cui è montato 331 giri/min. x 46 denti pari ad una velocità periferica di 15226 denti/minuto. Concludiamo che passando in 2nda marcia dalla prima non sarebbe possibile senza un sistema che consentisse ad entrambi gli ingranaggi in fase di innesto di assumere velocità periferiche equivalenti. Tale sistema è definito di sincronizzazione ed è soggetto ad usura solo dopo lunghi chilometraggi. La revisione di un cambio manuale include pertanto un controllo approfondito e completo del consumo dei sincronizzatori e prevede la loro sostituzione laddove sia necessario. Ingranaggio condotto 1a (58 denti)

Cambio manuale Sincronizzazione I sincronizzatori hanno il compito di adeguare le velocità degli ingranaggi durante il cambio marcia Ingranaggio del cambio Manicotto scorrevole Molla chiavetta 15:49 0:20 Il mozzo è solidale con l’albero, mentre l’ingranaggio ruota libero. La finalità della sincronizzazione è quella di portare la velocità di rotazione dell’ingranaggio alla stessa velocità di rotazione del mozzo. Il manicotto scorrevole del mozzo scorre sul mozzo e le chiavette sono mantenute premute nelle scanalature dello scorrevole. La pressione esercitata dalle chiavette contro l’anello di sincronizzazione è trasmessa al settore conico dell’ingranaggio di marcia. In questo modo, la differenza di velocità tra anello sincronizzatore e ingranaggio di marcia viene ridotto con incremento della forza laterale applicata tra i settori conici. Cono dell’ingranaggio Anello sincronizzatore Anello sincronizzatore Chiavetta Mozzo

Cambio manuale Descrizione del flusso di potenza Moto per ingranaggio di rinvio retromarcia A Albero di ingresso Pignone conduttore Albero di uscita Albero ingresso (moto per ingranaggio di rinvio retromarcia) Ingranaggio manicotto scorrevole n. 1 Ingranaggio di rinvio retromarcia Sezione A-A’ (vista dal lato motore ) A’ Manicotto scorrevole n. 1 (ingranaggio) e mozzo Nel cambio ci sono due alberi di ingranaggi, l’albero di ingresso e l’albero di uscita. Sugli alberi tutti gli ingranaggi sono ingranati con l’ingranaggio contrapposto. Uno degli ingranaggi è sempre solidale con l’albero, mentre l’ingranaggio contrapposto ruota liberamente. Durante il cambio marcia eseguito tramite la leva del cambio, l’ingranaggio che ruota libero ingrana con l’albero su cui è montato. Ogni ingranaggio innestato inverte il verso di rotazione; mentre per la retromarcia è necessario aggiungere un ingranaggio di rinvio. Differenziale Corona conica

Cambio automatico Principio Flusso aria 16:09 0:10 16:09 0:10 In caso del cambio automatico, non viene utilizzata la frizione. Il collegamento del motore con l’albero di ingresso del cambio avviene tramite il cosiddetto convertitore di coppia che opera come un tipo di frizione centrifuga. Il principio del funzionamento è confrontabile con il fenomeno per cui un ventilatore posto lungo il flusso d’aria (generato da un altro ventilatore) inizia a ruotare nella stessa direzione con una velocità correlata al volume del flusso d’aria. Quando il motore gira, l’impulsore pompa ruota di conseguenza. Il fluido trasferito dal pompaggio affluisce per forza centrifuga verso la parte esterna della pompa. Il fluido investe così le palette della turbina, facendola iniziare a ruotare nella stessa direzione della pompa. Più il motore ruota rapidamente, maggiore è la quantità di fluido in circolazione fra pompa e turbina, maggiore risulta la forza che agisce sulle palette della turbina, permettendo una più rapida rotazione corrispondente ad una più elevata trasmissione di coppia. L’impulsore è connesso all’albero di ingresso del cambio, il cambio stesso contiene vari complessivi di ingranaggi epicicloidali che generano i differenti rapporti di trasmissione

Cambio automatico Funzionamento La pompa messa in rotazione dal motore spinge il fluido dal centro verso l’esterno Il fluido investe la palettatura di turbina che comincia a ruotare nella stessa direzione

Cambio automatico Ruotismi epicicloidali anteriore e posteriore Uno qualsiasi tra corona, planetario o portasatelliti possono essere bloccati, lasciando agli altri due il ruolo di conduttore e di condotto, permettendo quindi di accelerare decelerare o invertire la marcia 16:19 0:10 I complessivi degli ingranaggi epicicloidali contengono 3 ingranaggi differenti. L’ingranaggio centrale è posto al centro del complessivo. L’ingranaggio corona è l’ingranaggio con i denti interni, che racchiude il complessivo. Tra l’ingranaggio centrale e l’ingranaggio corona troviamo ingranaggi satellite (Il numero degli ingranaggi è in funzione della coppia che essi devono trasmettere ma è indipendente nei confronti del rapporto tra gli ingranaggi). Tali ingranaggi sono vincolati tra di loro e mantenuti in posizione da una piastra portasatelliti. Osserviamo le differenti possibilità di stabilire un rapporto di marcia dal complessivo dell’ingranaggio epicicloidale. Se l’ingranaggio centrale è fisso, l’ingranaggio corona di ingresso agirà da input mentre la piastra portasatelliti sarà l’uscita (output), e ruotando più lentamente dell’ingranaggio corona stabilisce la differenza di velocità tra corona e ingranaggio centrale. Poiché la piastra portasatelliti è l’output, la riduzione di velocità è stabilita da questa condizione.

Trasmissioni automatiche Piastra portasatelliti (elemento condotto) Ingranaggio corona Ingranaggio planetario (fisso) Se la piastra portasatelliti agisce da ingranaggio di ingresso (input) mentre l’ingranaggio corona è l’ingranaggio d’uscita (output) mentre l’ingranaggio centrale risulta fisso, l’ingranaggio corona ruoterà più rapidamente della piastra portasatelliti. In questo caso si può definire un incremento di velocità o di overdrive. Piastra portasatelliti (elemento condotto)

Trasmissioni automatiche Corona (elemento condotto) Corona (elemento condotto) Ingranaggio planetario (elemento conduttore) Nel terzo caso la piastra portasatelliti è l’ingranaggio fisso, mentre l’ingranaggio centrale è di ingresso (input) e l’ingranaggio corona è di uscita (output). Si può notare che se l’ingranaggio centrale ruota in senso orario (CW), l’ingranaggio corona ruoterà in senso antiorario (CCW). In tal modo si determina la retromarcia. Dalla descrizione di cui sopra si può concludere che ciascuno dei complessivi degli ingranaggi epicicloidali conferisce due marce in avanti ed una retromarcia. L’unica cosa che deve essere fatta è cambiare il ruolo tra i componenti che devono essere fissi, condotti (connessi all’albero di uscita) e conduttori (connessi all’albero di ingresso). Ciò avviene per mezzo di gruppi di attrito e freni. Piastra portasatelliti (fissa)

Trasmissioni automatiche Frizioni C1 e C2 C1: trasmette la potenza dal convertitore di coppia alla corona dell’epicicloidale anteriore tramite l’albero primario C1 Albero primario Corona 16:34 0:11 E’ qui possibile visualizzare come i differenti ingranaggi possono lavorare in funzione di input o di output. L’albero di ingresso conduce la frizione C1, vincolato all’ingranaggio corona del complessivo dell’ingranaggio epicicloide. L’ingranaggio corona è collegato all’albero di ingresso e si comporta da ingranaggio conduttore. L’albero di uscita è collegato alla piastra portasatelliti mentre l’ingranaggio centrale è vincolato alla scatola ed è pertanto fisso. Il modo in cui il gruppo frizione è attivato avviene tramite l’applicazione della pressione del fluido sul pistone del gruppo frizioni Si determina in tal modo una riduzione di velocità. Dal motore

Trasmissioni automatiche Frizioni C1 e C2 C2: trasmette la potenza dal convertitore di coppia all’ingranaggio centrale dell’epicicloidale anteriore tramite l’albero primario C2 Ingranaggio centrale Albero primario In caso di attivazione di C2 , l’albero di ingresso è collegato all’ingranaggio centrale. Se ora l’ingranaggio corona è vincolato alla scatola e la piastra portasatelliti è di nuovo ingranaggio di uscita (output), si determina un differente rapporto di riduzione. Dal motore

Trasmissioni automatiche 16:45 0:15 Infine come sono gestiti i gruppi frizione ed i freni? Il fluido nel cambio è utilizzato per la lubrificazione e per il controllo dei gruppi freno e dei gruppi frizione. Una pompa, condotta dal motore genera la pressione idraulica per l’unità di controllo. Tale unità contiene valvole, pistoni e solenoidi per l’applicazione della pressione idraulica sui corretti gruppi freni e/o frizione in relazione alla velocità del motore ed al carico motore.

Grazie