Trasmissione movimento al mozzo ruota e varianti

[dan]

Salve a tutti,

è il mio primo messaggio sul forum per chiedervi una curiosità, in merito a una ricerca che sto facendo.

Ricordo che qualche anno fa, un sedicente ingegnere aveva sviluppato un meccanismo per il quale la trasmissione del moto di rotazione alla ruota non avveniva tramite il classico mozzo centrale ma attraverso un meccanismo particolare, molto rumoroso.

Questa persona dichiarava che era molto più efficiente poichè sfruttava un "braccio" molto maggiore.

Ora, non ricordo i particolari ma mi aveva incuriosito e non trovo altre notizie in merito.

Potreste spiegarmi gentilmente cosa intendesse dire?

Mi scuso se è già stata aperta una discussione simile.

[Guest EC2277]

Quella di cui parli era un'assurda variante della cosidetta trasmissione a portale, nella quale il semialbero di trasmissione non è collegato direttamente al mozzo, ma tramite opportuni ingranaggi.

Puoi vedere uno schema di tale sistema nell'immagine sotto:

In esso il semialbero si collega ad un riduttore secondario mediante il profilo scanalato 27 ed il riduttore è collegato al mozzo mediante lo snodo 3; probabilmente si tratta di un particolare della trasmissione delle ruote anteriori.

Si tratta di un accorgimento vecchio quanto l'automobilismo stesso e molto utilizzato nei veicoli destinati al fuoristrada più estremo (come i veicoli militari), poiché consente di allontanare il differenziale da terra. In questo modo si riduce il rischio che il differenziale venga danneggiato urtando contro tronchi o massi ed aumentando l'altezza degli ostacoli superabili.

Sulle normali berline invece è del tutto inutile, poiché aggiunge solo attriti e pesi, percui aumenta i consumi ed il rumore. Anzi aumentando la massa del gruppo ruota, peggiora anche il comportamento stradale della vettura, poiché il gruppo molla-ammortizzatore deve litigare con una massa maggiore da mantenere attaccata a terra.

Questa è una Jeep Wrangler, che non ha la trasmissione a portale e puoi vedere benissimo come la presenza del differenziale ingombri lo spazio tra le ruote.

Invece la Classe G 6x6 (quella nella foto sotto è la versione Brabus), che è un veicolo di derivazione militare, adotta la trasmissione a portale e come puoi vedere lo spazio tra le ruote è totalmente sgombro da parti meccaniche.

Nell'immagine sotto puoi vedere come il semialbero si collega alla ruota.

Modificato 1 Giugno 2015 da EC2277

[dan]

Grazie mille.

Chiedo un altro ragguaglio dal punto di vista fisico: una trasmissione col mozzo al centro non é di per sé sconveniente, in quanto il braccio su cui agisce la forza motrice del semialbero é molto ridotto? Analogamente ad applicare una forza vicino al cardine di una porta invece che sull'estremitá di essa.

Non si é mai pensato di ovviare a questa problematica?

edit: ho trovato il tipo in questione http://www.autoblog.it/post/22943/legimac-new-global-traction-prototipo-di-un-nuovo-sistema-di-autotrazione-dal-varesotto

Modificato 1 Giugno 2015 da dan

[jeby]

Il semiasse trasmette un MOMENTO torcente e non una forza: non ha bisogno di nessun braccio per trasmettere efficientemente il movimento! L'albero motore è quello che si occupa di trasformare una forza (quella risultante dalla pressione agente sul cielo del postone) in un momento attraverso un braccio. Ma da lì in poi, ovvero dall'uscita dell'albero motore, ci sono solo momenti puri che non necessitano di bracci per essere applicati. L'esempio della porta non è calzante.

La trasmissione a portale sopra citata risolve un problema diverso ovvero come già detto spostare l'ingombro di alberi e differenziale.

[Guest EC2277]

No, perché come ho già detto in questo modo si riducono gli attriti e le masse, mentre il braccio della forza motrice non varia. Per spiegarti come mai non varia, dovrei fare qualche considerazione matematica. Ma ora non posso farlo, percui mi limito a spiegarti come funziona il tutto mediante la seguente illustrazione:

Il dispositivo di cui parli è analogo al ruotismo B della figura, dove il semialbero trasmette il moto alla ruota dentata 2 tramite l'elemento c. La ruota 2 ingrana sulla ruota 1 e questa è collegada al mozzo a della ruota dell'auto.

Bene, facendo i conti si può dimostrare che in realtà il braccio non varia e pertanto è una soluzione inutile. La cosa sarebbe diversa se il semialbero fosse collegato direttamente alla ruota 2, come nella trasmissione a portale della quale ho parlato prima. Ma anch'esso è un accorgimento inutile, poiché tale funzione di "moltiplicazione del braccio della forza motrice" è assolta dal differenziale; vedi la figura sotto:

Nel differenziale il motore trasmette il moto al differenziale stesso tramite il pignone f, che ingrana sulla ruota e. Come puoi vedere il raggio della ruota e è molto maggiore del raggio del pignone f e questo consente di "moltiplicare la forza motrice" che viene trasmessa alle ruote.

Prima di concludere faccio un'ultima considerazione: quando si parla di elementi rotanti, l'uso del termine forza motrice non è corretto. Occorre usare il termine momento, che deriva dal latino momentum (generatore di moto) e non deve essere confuso con il "momento temporale", che invece deriva dal latino momentus (istante di tempo); da un punto di vista fisico il momento motore è una forza moltiplicata per un braccio.

Pertanto riformulando quanto ho detto in maniera più corretta, possiamo dire che il differenziale è già un "moltiplicatore di momento" e per i motivi che ho detto, non ha senso inserirne un secondo nella ruota.

L'aggiunta di un secondo riduttore dentro la ruota, viene fatta nei veicoli che adottano la trasmissione a portale, poiché in questo modo si può usare un differenziale più piccolo e quindi meno esposto alla possibilità di urtare contro massi, tronchi od altri ostacoli.

Modificato 1 Giugno 2015 da EC2277

[dan]

grazie delle spiegazioni!

[dragon]

Guest,sei molto competente,ma ti voglio fare un piccolo discorso tecnico è vero (è si vede)che la trasmissione a portale risolve il problema dei differenziali centrali che toccano terra nei fuoristrada.

A me stà trovata,della trasmissione a portale mi pare troppo assurda,guarda che il peso complessivo della sospensione aumenta e pure di molto che se per un trattore può funzionare non si può dire sia

il massimo per un fuoristradista che vuole una delle sospensioni efficienti e queste certo non lo sono per il peso.

Per cui un fuoristrada così come in foto,anche se bello esteticamente non lo mai acquisterei.

Ma ascolta ti voglio proporre una soluzione tecnica diversa(ci tengo a un tuo parere)in teoria poniamo d'innalzare i vecchi differenziali e angolare i semiassi fra loro(sarebbero inclinati),sempre in teoria la cosa è fattibile

secondo te,forse a uscita differenziale occorrerà un giunto omocinetico.

A me sembra la migliore soluzione,da un lato risolve il problema che i differenziali sbattono e si rompono e dall'altra anche i semiassi saranno più protetti.

[TonyH]

Te ne servono 4 così di omocinetici, due all'uscita del differenziale e due al mozzo.

E a lavorare in posizione angolata all'omocinetico non fa bene.

 

La trasmissione a portale del Mercedes postato deriva da questo mezzo:

 

 

Dubito che nell'esercito abbiano a cuore l'aspetto estetico a scapito di quello funzionale  

 

la la trasmissione a portale viene usata anche nei bus urbani, in configurazione rovesciata per abbassare il più possibile il differenziale e quindi il pavimento 

[Raff69]

13 ore fa, dragon dice:

Guest,sei molto competente,ma ti voglio fare un piccolo discorso tecnico è vero (è si vede)che la trasmissione a portale risolve il problema dei differenziali centrali che toccano terra nei fuoristrada.

A me stà trovata,della trasmissione a portale mi pare troppo assurda,guarda che il peso complessivo della sospensione aumenta e pure di molto che se per un trattore può funzionare non si può dire sia

il massimo per un fuoristradista che vuole una delle sospensioni efficienti e queste certo non lo sono per il peso.

Per cui un fuoristrada così come in foto,anche se bello esteticamente non lo mai acquisterei.

Ma ascolta ti voglio proporre una soluzione tecnica diversa(ci tengo a un tuo parere)in teoria poniamo d'innalzare i vecchi differenziali e angolare i semiassi fra loro(sarebbero inclinati),sempre in teoria la cosa è fattibile

secondo te,forse a uscita differenziale occorrerà un giunto omocinetico.

A me sembra la migliore soluzione,da un lato risolve il problema che i differenziali sbattono e si rompono e dall'altra anche i semiassi saranno più protetti.

 

La una soluzione al problema la trovò un progettista della Tatra negli anni 20. Dopo quasi un secolo la utilizzano ancora sui loro camion.

[Bosco]

18 ore fa, TonyH dice:

Te ne servono 4 così di omocinetici, due all'uscita del differenziale e due al mozzo.

E a lavorare in posizione angolata all'omocinetico non fa bene.

 

 

Esatto, e a quel punto tanto vale optare per le sospensioni indipendenti con bracci lunghi.

 

Il ponte a portale è ottimo per non toccare con il boccione, ma allo stesso tempo è più delicato, per non parlare del peso in più e del baricentro più alto.

Anche su alcuni trattori vengono usati tali ponti, o per lo meno molti simili.

 

Le sospensioni Tatra sono il top per la mobilità

 

Una soluzione più banale ma allo stesso tempo discretamente efficace veniva adottato sui camion leggeri dell'esercito USA, ad esempio gli M35. Ciò permetteva di tenere al riparo gli alberi di trasmissione