Antriebskomponenten im Fahrzeug: Kupplungen, Getriebe und Bremsen erklärt

Kupplungen: Funktion und Typen

Eine Kupplung dient dazu, die Antriebswelle zu verbinden (connectar) und zu trennen (desconectar) resistent gegen Last. Wenn sie nur dazu dient, die Verbindung herzustellen, während Motor und Achsen statisch sind, spricht man von einer statischen Kupplung. Wenn die Verbindung hergestellt werden kann, während die Achse in Ruhe oder in Bewegung ist, ist die Kupplung eine dynamische Betätigung (accionamiento dinámico).

Kupplungen mit dynamischer Betätigung basieren auf dem statischen Einrasten von Teilen auf der Antriebswelle. Das Trennen oder Verbinden der Achse sollte nicht erfolgen, wenn sich beide Teile in Ruhe befinden, da dies zu einem Bruch der ineinandergreifenden Teile führen würde.

Bei dynamisch betätigten Kupplungen kann die übertragene Leistung oder das Drehmoment stufenlos variiert werden.

Reibungskupplung

Die Reibungskupplung besteht im Grunde aus zwei Scheiben: eine ist fest mit der Antriebswelle verbunden und die andere mit der Achse. Die Kraftübertragung erfolgt durch Reibung zwischen diesen beiden Scheiben.

• Wenn keine Leistung auf die Achse übertragen wird, stehen die beiden Scheiben getrennt.
• Wenn die maximale Leistung übertragen wird, stehen die Scheiben in Kontakt.

Getriebe (Box d'Variationen)

Das Getriebe ist ein Satz von Schrägverzahnungen, der verwendet wird, um das Übersetzungsverhältnis zwischen zwei rotierenden Achsen zu variieren. Es gibt zwei Achsen:

1. Primärachse: Gekoppelt mit dem Motor.
2. Abtriebswelle (Sekundärachse): Gekoppelt mit dem Antrieb.

Die Hauptwelle ist mit einer Reihe von Zahnrädern ausgestattet, die gemeinsam drehen. Die Zahnräder auf der Sekundärachse können frei drehen, unabhängig von der Abtriebswelle.

In der Sekundärachse befinden sich Buchsen, die innen eine Verzahnung aufweisen, um die Achse linear gleiten zu lassen, und außen eine Verzahnung, um die frei drehenden Zahnräder auf der Sekundärachse zu fixieren und somit die Abtriebswelle anzutreiben. Dies wird im Automobil verwendet, um die Gänge zu wechseln.

Um die Rückwärtsbewegung zu ermöglichen, gibt es ein drittes Zahnradset, das mit der festen Hauptachse und der Sekundärachse des Getriebes in Eingriff kommt.

Wellenkupplungen (Ejes D)

Die Kupplung kann starr oder beweglich sein.

Starre Kupplungen

Starre Kupplungen stellen starre Verbindungselemente des Fahrgestells dar. Sie dienen dazu, die Bewegung durch eine feste Verbindung, wie Schrauben oder Bolzen, zwischen zwei Elementen zu übertragen.

Bei dieser Art von Kupplung besteht das Problem potenzieller Fehlausrichtungen oder Schwingungen zwischen den verbundenen Punkten. Eine starre Verbindung würde zu Zerstörung führen. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit werden bewegliche Kupplungen verwendet, die Schwingungen oder Fehlausrichtungen absorbieren können:

• Elastische Kupplungen: Bestehen aus Gummi, Kautschuk oder Neopren. Sie nehmen Drehungsunregelmäßigkeiten auf und erlauben einen maximalen Versatz der Achsen von 15º.
• Kardan-Gelenke: Übertragen Bewegung zwischen zwei nicht ausgerichteten Wellen. In extremen Fällen sind zwei Gabeln durch ein Kreuz verbunden. Um die Drehung zwischen Kreuz und Gabel zu ermöglichen, werden Lager verwendet. Aufgrund ihrer Konstruktion treten während der Bewegung Oszillationen auf; daher werden immer zwei Kardan-Gelenke in derselben Ebene angeordnet.
• Gleichlaufgelenke (Velocity-Gelenke): Übertragen Bewegung zwischen zwei nicht ausgerichteten Wellen. Sie erzeugen Oszillationen. Dieser Typ wird hauptsächlich in der Automobilindustrie für die Übertragung der Bewegung des Getriebes verwendet.
• Oldham-Kupplung (Gemeinsam Oldham): An beiden Enden sind Scheiben angebracht, die fest mit den Wellen verbunden sind. Eine dritte Scheibe überträgt die Bewegung zwischen den beiden Wellen. Diese Platte wird verwendet, um Bewegungen zwischen zwei parallelen Wellen zu übertragen, die durch einen Abstand getrennt sind.
• Zahnwellenschieber (Zahnwelle slide): Diese Art von Kupplung ermöglicht es der Welle, ihre Länge zu variieren. Sie wird auch als Schiebehülse bezeichnet.

Mechanische Bremse

Die mechanische Bremse basiert auf der Kraft der Reibung, die zwischen zwei Oberflächen entsteht, die in Kontakt kommen. Sie wandelt die kinetische Energie der Rotation der Welle in Wärmeenergie um, die an die Umgebung abgegeben wird.

Trommelbremse

Besteht aus einem Teil namens Trommel, die sich mit der Drehachse dreht, und einem weiteren Teil, dem Bremsbacken (Schuh), der sich beim Betätigen der Bremse der Trommel nähert. Durch Reibung wird die Rotationsgeschwindigkeit der Achse reduziert. Der Bremsbacken kann entweder innen oder außen mit der Trommel in Kontakt treten, was zu Innen- oder Außenbremsen führt.

Scheibenbremse (Album)

Besteht aus einer Scheibe, die fest mit der Welle verbunden ist, und einem Bremsbelag (Teil), der sich in einem bestimmten Bereich befindet. Wenn die Bremse betätigt wird, blockiert der Belag die Scheibe und die Achse, wodurch die Rotationsgeschwindigkeit der Achse durch die Reibung zwischen den beiden Oberflächen reduziert wird.

Bei beiden Typen ist ein gutes Kühlsystem erforderlich, um das Phänomen des thermischen Durchgehens (Stress) zu vermeiden. Die Betätigung erfolgt über einen Hydraulikkreis.

Antriebswellen (Shafts d Transmission)

Die Antriebswelle kann starr oder beweglich sein. Starre Kupplungen stellen starre Verbindungselemente des Fahrgestells dar. Sie dienen dazu, die Bewegung durch eine feste Verbindung, wie Schrauben oder Bolzen, zwischen zwei Elementen zu übertragen. Bei dieser Art von Welle besteht das Problem potenzieller Fehlausrichtungen oder Schwingungen zwischen den verbundenen Punkten. Eine starre Verbindung würde zu Zerstörung führen. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit werden bewegliche Kupplungen verwendet, die Schwingungen oder Fehlausrichtungen absorbieren können:

• Elastische Kupplungen: Bestehen aus Gummi, Kautschuk oder Neopren. Sie nehmen Drehungsunregelmäßigkeiten auf und erlauben einen maximalen Wellenversatz von 15º.
• Kardan-Gelenke: Übertragen Bewegung zwischen zwei nicht ausgerichteten Wellen. In extremen Fällen sind zwei Gabeln durch ein Kreuz verbunden. Um die Drehung zwischen Kreuz und Gabel zu ermöglichen, werden Lager verwendet. Aufgrund ihrer Konstruktion treten während der Bewegung Oszillationen auf; daher werden immer zwei Gelenke in derselben Ebene angeordnet.
• Gleichlaufgelenke: Übertragen Bewegung zwischen zwei nicht ausgerichteten Wellen. Sie erzeugen Oszillationen. Dieser Typ wird hauptsächlich in der Automobilindustrie für die Übertragung der Bewegung des Getriebes verwendet.
• Oldham-Kupplung: An beiden Enden sind Scheiben angebracht, die fest mit den Wellen verbunden sind. Eine dritte Scheibe überträgt die Bewegung zwischen den beiden Wellen. Diese Platte wird verwendet, um Bewegungen zwischen zwei parallelen Wellen zu übertragen, die durch einen Abstand getrennt sind.
• Zahnwellenschieber: Diese Art von Kupplung ermöglicht es der Welle, ihre Länge zu variieren. Sie wird auch als Schiebehülse bezeichnet.

Elektrische Bremsen (Brakes Electric)

Die elektrische Bremse besteht aus einer leitfähigen Scheibe oder einem Rotor, der sich mit der Drehachse dreht und von einem festen Elektromagneten umgeben ist.

Wenn das Bremssystem aktiviert wird, erzeugt der Elektromagnet ein Magnetfeld, das die Scheibe oder den Rotor durchquert und dadurch Wirbelströme induziert. Diese Wirbelströme erzeugen ihrerseits ein elektromagnetisches Feld, das die Scheibe oder den Rotor, die sich in einem festen magnetischen Feld befinden, verlangsamt.

Das feste Magnetfeld zieht die Achse an, was zu einer Verlangsamung bis zum Stillstand führt. Ihr Wirkungsgrad ist niedriger als der von mechanischen Bremsen.