Anche se sei un meccanico di casa esperto, ci sono parti della tua auto che probabilmente ti danno problemi. Sono troppo difficili da accedere o troppo complessi per funzionare all'interno del tuo garage. Le trasmissioni tendono a rientrare in questa categoria perché sono componenti complicati con tonnellate di parti mobili interne che richiedono un posizionamento esatto per funzionare correttamente.
Una cosa è evitare le riparazioni domestiche su una trasmissione, ma gli ingranaggi e il funzionamento interno dei cambi moderni sono troppo interessanti per essere ignorati. I riduttori epicicloidali rientrano in questa categoria e, essendo una tecnologia in circolazione da migliaia di anni, è divertente pensare che si allontanino nella maggior parte delle moderne trasmissioni automatiche.
Cosa sono gli ingranaggi planetari? In che modo influiscono sui tuoi spostamenti quotidiani? In questo post abbiamo gettato le basi per te e il nostro obiettivo è aiutarti a comprendere le basi degli ingranaggi epicicloidali e delle trasmissioni in generale. Cominciamo.
Gli ingranaggi planetari, noti anche come ingranaggi epicicloidali, furono sviluppati dai Greci più di 2000 anni fa e inizialmente avevano lo scopo di aiutare a prevedere i movimenti dei pianeti nel sistema solare. Per quanto riguarda il modo in cui hanno inventato l'ingranaggio, la spiegazione più semplice qui è la migliore, ovvero che gli ingranaggi planetari sono costituiti da un ingranaggio conduttore centrale (cioè il sole) con più ingranaggi "pianeta" che orbitano attorno ad esso. Una corona dentata circonda sia l'ingranaggio centrale che quello planetario.
Nel mondo automobilistico, le prime trasmissioni ad utilizzare ingranaggi epicicloidali furono montate all'inizio del 1900 sull'automobile Wilson-Pilcher, prodotta nel Regno Unito. La Ford Model T utilizzava quindi ingranaggi epicicloidali nel 1908 per il suo cambio manuale a due velocità. Saltando in avanti di alcuni decenni, Oldsmobile sviluppò una trasmissione automatica nel 1937 che utilizzava ingranaggi epicicloidali soprannominati "Trasmissione di sicurezza automatica" ed era in grado di passare da una marcia all'altra e utilizzava una frizione solo per le partenze da fermo.
I riduttori epicicloidali possono essere utilizzati in combinazione con motori a combustione interna, motori elettrici o motori idraulici e sono utilizzati per la loro durata, efficienza e capacità di gestire carichi di coppia elevati. Come accennato in precedenza, l'ingranaggio centrale "sole" è solitamente l'ingranaggio di ingresso. Intorno ad esso, due o più ingranaggi planetari ruotano all'interno di una corona dentata esterna e sono collegati all'albero di uscita tramite un supporto.
Un esempio di come questo può funzionare è quando l'ingranaggio solare ruota e gli ingranaggi planetari sono tenuti in posizione. Quando l'ingranaggio solare gira, fa ruotare gli ingranaggi planetari in posizione lungo l'interno dell'anello. Questo movimento, a sua volta, fa ruotare l'albero di uscita in una direzione inversa.
Hai bisogno di aiuto per visualizzarlo? Ecco un video di un riduttore epicicloidale in funzione.
Gli ingranaggi epicicloidali sono utilizzati in applicazioni in cui lo spazio è limitato, poiché sono in genere più piccoli di altri tipi di riduttori. Costituiscono anche la base del tipo più comune di cambio automatico, noto come cambio automatico epicicloidale idraulico. La maggior parte delle moderne trasmissioni automatiche nell'industria automobilistica utilizza ingranaggi epicicloidali.
Altrove, gli ingranaggi planetari sono utilizzati in apparecchiature come coclee e turbine eoliche e sistemi di trasmissione all'interno del veicolo per elicotteri e motori aeronautici. I riduttori epicicloidali sono popolari anche per i macchinari industriali, dove li utilizzano robot guidati, macchine per il taglio laser e persino tavoli operatori ospedalieri. C'è anche una grande possibilità che la carne del panino nel tuo frigorifero sia stata tagliata su un'affettatrice che utilizzava ingranaggi planetari.
Le autovetture con cambio automatico utilizzano ingranaggi planetari, quindi la Buick di tua nonna li usa, proprio come la fastidiosa Ford Mustang V6 del 1995 del tuo vicino.
Laddove le tradizionali trasmissioni automatiche e manuali sono dotate di rapporti di trasmissione fissi, una trasmissione a variazione continua (CVT) funziona con due pulegge a forma di cono collegate a una cinghia. Sono utilizzati per migliorare il risparmio di carburante, poiché i CVT sono generalmente progettati per mantenere il motore nella sua gamma di erogazione di potenza più efficiente e ideale.
Esistono, tuttavia, versioni di CVT che utilizzano ingranaggi planetari. Chiamate CVT epicicloidali o CVT epicicloidali, queste trasmissioni utilizzano ingranaggi planetari per trasferire la coppia. Toyota ne utilizzò uno sulla Prius alla fine degli anni '90.
Gli assali a portale vengono utilizzati per migliorare l'altezza da terra e consentire ingranaggi che riducono lo stress sul differenziale. Veicoli come l'autocarro Mercedes-AMG G63 6x6 e l'Unimog Mercedes-Benz utilizzano assi a portale. In queste applicazioni viene utilizzato un cambio a mozzo epicicloidale (planetario), che consente ai semiassi di girare più velocemente delle ruote.
Ciò riduce la quantità di coppia necessaria per generare lo stesso livello di potenza. Nel caso di veicoli come l'Unimog e il G63, le ruote e gli pneumatici di grandi dimensioni forniscono già la maggior parte dell'altezza da terra necessaria, quindi gli assi a portale svolgono un ruolo leggermente diverso.
Hai delle domande, The Drive ha risposte!
R: Se guidi un'auto moderna con cambio automatico, c'è una solida possibilità che abbia ingranaggi planetari. Se ti dedichi a scoprirlo, controlla il manuale di manutenzione del tuo veicolo per informazioni sul cambio, contatta il servizio di assistenza del tuo concessionario o prova quella barra di ricerca onnisciente da cui dipendiamo tutti.
R: In generale, sì. Sono più costosi perché sono più complessi e sono composti da più parti rispetto ad altri tipi di trasmissioni.
R: Sì. Proprio come qualsiasi altro ingranaggio o componente meccanico del tuo veicolo, gli ingranaggi epicicloidali necessitano di lubrificazione per funzionare senza intoppi e per prevenire danni o usura. Le trasmissioni, come tutte le altre parti del tuo veicolo, richiedono attenzioni e manutenzioni regolari, che possono includere lavori minori come i cambi di fluido. Nel tempo, gli ingranaggi all'interno di una trasmissione possono usurarsi, causando slittamenti o rumori strani, quindi è importante tenere il passo con la lubrificazione e la manutenzione regolare per risolvere i problemi il più rapidamente possibile.
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