Reductor de leva: oportunidades y alcance

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificación: 2024-02-19 14:12

La optimización de los recursos de trabajo del motor durante la gestión ha ocupado las mentes de los diseñadores desde el lanzamiento del primer automóvil. Esto se logró de muchas maneras, pero una de las básicas fue aumentar la eficiencia al interactuar con la caja de cambios (gearbox). La mecánica misma de emparejar dos nodos requiere una cierta cantidad de esfuerzo dinámico, pero es imposible prescindir de esta función. Uno de los sistemas más eficientes desde el punto de vista energético para cambiar la frecuencia del par es una caja de engranajes de leva que, sin embargo, tiene importantes limitaciones de uso.

Características del mecanismo del dispositivo

Aunque las "cajas" de leva son superiores a las transmisiones estándar en varias características, su diseño puede considerarse simplificado en relación con la mecánica convencional. La característica principal desde el punto de vista del dispositivo técnico esdeshacerse de los sincronizadores. Junto a ellos se optimizó el dispositivo de todo un grupo de elementos que debían facilitar el control de la transmisión, pero también alargaron el tiempo de emisión de un comando a través de varios nodos. Como resultado, toda la infraestructura con dientes finos fue reemplazada por un conjunto de filas de levas. En una caja de cambios de este tipo, un embrague puede contener hasta 7 levas, lo que aumenta el margen del área de enganche en anchura. Al mismo tiempo, el tamaño del engranaje en este sistema es mayor que en las cajas de cambios estándar, sin mencionar la sustitución de la forma biselada de los dientes por una recta. Esto último se debió a la necesidad de reducir las pérdidas por fricción y minimizar la carga axial en el eje.

Principio de funcionamiento

La técnica puede ser secuencial o de búsqueda. En el primer caso, se implementa el cambio de marcha secuencial, y en el segundo, el habitual, como en una caja de cambios estándar. En la práctica, es el principio secuencial el que se usa con más frecuencia, ya que permite reflejar en mayor medida las capacidades del diseño de la leva. El cambio se puede realizar hacia arriba y hacia abajo, así como en los lados. El control desde el conductor se realiza a través de una palanca conectada al eje. Por ejemplo, cambiar una caja de cambios de levas en un VAZ-2108 se caracteriza por su rigidez, confiabilidad y simplicidad. La palanca mueve el eje ranurado en forma de onda, girándolo en cierto grado. Como resultado, se activa el "neutral" o la transmisión. Por cierto, para ahorrar más tiempo, el pomo de la palanca de cambios se hace grande y alto para que el conductor dedique menos tiempo a las manipulaciones.con control mecánico. En términos técnicos, los sistemas de leva semiautomáticos ocupan la etapa más alta de desarrollo, en la que el conductor solo necesita esperar el cambio deseado por parte de la electrónica.

Capacidad operativa

El par operativo cuando se maneja el sistema de cambio de leva se reduce significativamente, lo que ahorra tiempo. Independientemente de las características del motor, la tasa de cambio de par en una transmisión de levas es más rápida que en una transmisión convencional. El tiempo para completar la operación es de 0,4 a 0,6 s, lo que es notable en comparación con desacoplar / accionar el embrague en un automóvil con una "caja" estándar. Más importante aún, el diseño de mecanismos secuenciales amplía las posibilidades de ajuste. Esto se aplica a los casos de conversión completa del automóvil en una modificación de carreras con un cambio de pie. En este caso, es necesario instalar, junto con los pares de cajas de cambios, el par diferencial principal, que puede corregir las cualidades dinámicas de la máquina. Una vez más, es poco probable que un conductor ordinario necesite una actualización de este tipo, pero para un conocedor de la afinación deportiva proporcionará una nueva calidad de conducción.

Aplicación de modelos de engranajes de leva

En los turismos destinados a la vía pública, estos mecanismos rara vez se utilizan. Para tal provisión, debe haber ciertas causales relacionadas con aumentar la dinámica o simplificar la base estructural de la unidad de transmisión. A menudo cajas de cambios de levautilizado en eventos de ajuste único para demostrar ciertas capacidades de los modelos conceptuales. En el caso del deportivo japonés Mitsubishi Lancer Evolution, la combinación de una “caja” secuencial y un motor de 420 hp, en particular, permitió acelerar a 100 km/h en 3,5 s.

Mecanismo de levas de la caja de cambios VAZ

En Rusia, la producción de componentes para unidades de levas de transmisión se lleva a cabo en la planta Lada Special Transmission. Este grupo produce mecanismos secuenciales adecuados para automóviles VAZ. Según los usuarios, los productos domésticos demuestran una gran estabilidad, claridad de funcionamiento y fiabilidad. Pero también puede recurrir a soluciones de fabricantes de Europa del Este como TST y Dogbox. En las líneas de estas empresas, puede encontrar las cajas de cambios secuenciales más cercanas en el VAZ. Los mecanismos de leva de producción extranjera generalmente se entregan en forma plegable. Por ejemplo, a menudo se ofrecen kits sin hardware de montaje, lo que nos obliga a buscar accesorios adicionales para fijar la unidad a la base del soporte. A veces, las transmisiones automáticas se toman como kits de donantes.

Engranajes de leva para "clásicos"

Por supuesto, la necesidad de equipos con "cajas" de levas no se limita a los automóviles nacionales. Los sedán y hatchbacks clásicos que se usan en la vía pública se pueden convertir a cambios de marcha secuenciales. Para hacer esto, use modificaciones especiales de las cajas de cambios de leva en el VAZ y"clásico" en una configuración u otra. Por regla general, estos son mecanismos con embrague de leva y engranajes con 5-7 elementos en la superficie. Cuantas más levas, mayor es el recurso de la unidad en un par de engranajes de embrague. Por otro lado, la complejidad del diseño aumenta el precio y complica el proceso de integración del dispositivo. E incluso si la base del producto encaja en la base de montaje en términos de parámetros, el refinamiento de la horquilla de cambio de marcha puede causar dificultades adicionales. A menudo, los accesorios estándar se utilizan para estos fines, que se finalizan mediante soldadura o fresado. Es posible que se utilicen conjuntos de "cajas" prefabricados, pero esto se aplica principalmente a los mecanismos obsoletos de 5 levas.

Camboxes y mecánica de carrera

Los autos deportivos siguen siendo el nicho objetivo para los engranajes de leva. Ya se ha dado un ejemplo de un automóvil deportivo de Mitsubishi, y el uso de esta unidad en automóviles no se limita a esto. Esta práctica es continuada por el Subaru Impreza, provisto de una “caja” secuencial. Y con respecto a este modelo, vale la pena señalar las diferencias en los enfoques para completar la unidad de levas. En las versiones civiles del automóvil deportivo, se utiliza precisamente el principio constante de cambio de par. Pero en la modificación del rally, esta decisión está prohibida, por lo que se mantiene el mecanismo básico de cambio de búsqueda. Un ejemplo sorprendente del uso de este diseño es la fila de levas de la caja de cambios Toyota MR2. Este es un automóvil deportivo de dos plazas, cuyas últimas modificaciones recibieron un SMT de "caja" secuencial de cinco velocidades. A las características de este sitioafirma que es capaz de soportar cargas de motores con una capacidad de alrededor de 800 hp

Restricciones en el uso de puntos de control secuenciales

Incluso si descartamos el hecho de que solo los conductores con experiencia relevante en el control físico de la transmisión pueden manejar las "cajas" de levas, existen varios matices cinemáticos fundamentalmente importantes al operar tales dispositivos. El cambio secuencial reduce la maniobrabilidad del vehículo cuando se realizan cambios de carril complejos en la vía pública. En otras palabras, incluso un piloto de carreras ágil tendrá una gran pérdida al cambiar la horquilla debido a la necesidad de recargar con transiciones bruscas de etapas inferiores a superiores. En una pista recta, donde es necesario un mantenimiento constante y seguro de una alta velocidad, la caja de cambios de levas muestra su mejor lado, pero en un automóvil civil sus ventajas se convierten en desventajas.

Conclusión

El concepto de cambio secuencial, con todas sus características, conserva las perspectivas de desarrollo tecnológico. Esto se confirma por la fusión activa de tales mecanismos de transmisión con la electrónica. Por ejemplo, hoy en día existen unidades de levas que funcionan según los comandos de la computadora de programación Motec. Una de las funciones principales de la unidad electrónica en un automóvil con tal relleno, como dicen los desarrolladores, será el control automático del sistema de encendido y el rendimiento de regasificación.