Roată liberă

Ambreiajul de rulare liberă (de asemenea, roată liberă ) este o parte a unei transmisii mecanice , care împiedică transferul cuplului de la arborele antrenat înapoi la arborele de antrenare dacă, din orice motiv, cel antrenat începe să se rotească mai repede. Cea mai cunoscută aplicație a roții libere este în conducerea bicicletei . În momentul în care șoferul încetează să mai pedaleze și bicicleta continuă să se miște prin inerție, ambreiajul de rulare este activat, decuplând roata de pedale, iar acestea nu lovesc picioarele. Uneori, ambreiajele de rulare sunt utilizate la mașinile cu motoare în doi timpi , pentru care modul „frânare de motor” nu este posibil din cauza particularităților principiului de lubrifiere și le poate deteriora. O altă utilizare pe scară largă a ambreiajului de suprafuncționare este utilizarea acestuia la demaroarele ICE pentru a preveni distrugerea demarorului de un motor în funcțiune. De asemenea, ambreiajul de rulare este utilizat pe scară largă în elicoptere , oferindu-le posibilitatea de a zbura cu un motor pornit și cu autorotație .

Dispozitiv

Cel mai simplu ambreiaj de rulare este format din două inele introduse unul în celălalt. Canelurile transversale sunt prelucrate pe suprafața interioară a inelului exterior. În interior, există fie bile sau role cu arc, fie petale care se lipesc de inelul exterior. Designul este realizat în așa fel încât, într-un sens de rotație, bilele sub acțiunea arcurilor să iasă din caneluri și să blocheze ambele inele și în direcția opusă (sau în cazul în care inelul exterior se mișcă mai repede decât cel interior), se scufundă, iar inelele se rotesc independent. Când sunt utilizați, lobii pivotați acționează în mod similar cu un clichet . Există și o opțiune când momentul este transmis printr-o bobinare cu arc pe unul dintre arbori. Într-o direcție, arcul strânge și leagă arborii, iar în sens opus, îi slăbește și îi eliberează.

Aplicație

Ambreiajele de rulare sunt utilizate pe scară largă în următoarele dispozitive:

• dispozitive de întoarcere ale instalațiilor cu turbine. Ambreiajul de deplasare asigură cuplarea automată a rotorului turbinei cu acţionarea TLU la o scădere a vitezei după oprirea unităţii turbinei şi decuplarea atunci când turbina accelerează după punerea în funcţiune;
• remorci agricole cu un arbore de priză de putere de la un tractor . Utilizarea ambreiajelor de rulare permite evitarea deteriorării transmisiei tractorului în cazul în care mecanicii remorcii din anumite motive nu se pot roti la frecvența necesară;
• macarale pentru excavator mecanic și macarale cu motor cu ardere internă, echipate cu un convertor de cuplu . Ambreiajul de rulare nu permite roții turbinei și, în consecință, mecanismelor mașinii să se rotească mai repede decât roata pompei conectată la motor;
• în butucul din spate al bicicletelor (cu excepția bicicletelor cu roți fixe );
• la pornirea multor motoare cu ardere internă . Demaroarele unor astfel de motoare sunt proiectate pentru o turație suficient de mică, necesară doar pentru pornire. Atunci când motorul a pornit deja și a atins turația de funcționare, demarorul trebuie deconectat de la acesta, ceea ce se face de ambreiajul de rulare, chiar și atunci când cheia de contact este încă în poziția „pornire”. înfășurările din caneluri, ținând cont de forța centrifugă și de contactul lor cu statorul);
• în mașini controlate radio;
• elicoptere, avioane, autogire în timpul autorotației ;
• pe calea hârtiei a imprimantelor și copiatoarelor. Decuplează transmisia la îndepărtarea manuală a hârtiei blocate;
• în mecanismele mulinetelor de pescuit fără inerție;
• în transmisiile automate de tip clasic, unde asigură redistribuirea automată a cuplului între legăturile angrenajului planetar setat în momentul pornirii (opririi) ambreiajelor și frânelor controlate hidraulic, ceea ce face posibilă simplificarea procesului de schimbare a vitezelor ( atunci când treceți într-o treaptă superioară, nu este necesar să opriți ușor ambreiajele/frânele inferioare), să faceți schimbarea mai lină, să efectuați schimbarea fără întrerupere a fluxului de putere și să asigurați mișcarea mașinii în trepte joase (roțile libere nu funcționează în trepte de viteză directă și overdrive). Pentru a permite frânarea motorului, roțile libere sunt blocate de frâne suplimentare comandate hidraulic. Dezavantajul transmisiilor automate cu ambreiaje de rulare este o creștere semnificativă a dimensiunii și greutății și necesitatea unui număr mare de elemente de control (ambreiaj cu frecare, frâne). Odată cu dezvoltarea controlului electronic al transmisiei automate, procesele tranzitorii în timpul schimbării treptelor sunt asigurate prin modularea presiunii de control în antrenările ambreiajelor și frânelor cu frecare, cu control al alunecării, ceea ce face posibilă schimbarea treptelor de viteză fără probleme și fără întreruperea fluxului de putere fără cu ajutorul ambreiajelor de rulare. Acest lucru vă permite să reduceți numărul de elemente de control, dimensiunea și greutatea transmisiei automate. Spre comparație, transmisiile automate de dimensiuni similare la Audi Q7 și Toyota Land Cruiser Prado 150 au câte 6 trepte de viteză, dar Audi nu are ambreiaje de rulare, în timp ce Toyota are. În același timp, transmisia automată Audi are doar 5 elemente controlate, în timp ce Toyota are 8 plus trei ambreiaje de rulare. Ca urmare, transmisia automată cu putere comparabilă a motorului la Audi are o masă cu 30 kg mai mică decât la Toyota. Dar pentru funcționarea fără deplasarea ambreiajelor cu implementarea proceselor tranzitorii în interiorul ambreiajelor transmisiei automate, Audi necesită un fluid de lucru sintetic special, o acoperire ceramică specială a discurilor de lucru ale ambreiajelor și frânelor și amplasarea unei unități electronice de control direct în panoul de transmisie automată (pentru a reduce inductanța și rezistența activă a circuitelor electrice de comandă ale supapelor electromagnetice modulate de mare viteză), în timp ce transmisia automată Toyota, în care tranzitorii apar în roțile libere, folosește un fluid semisintetic larg utilizat, are un bine -acoperire cu hârtie dovedită a discurilor de lucru, iar unitatea electronică de control poate fi conectată la transmisia automată cu fire suficient de lungi;
• cu un diferențial față lipsă sau blocat, acestea sunt instalate în roțile din față ale unui număr de mașini de curse.

Istoria invențiilor

Roata liberă a fost folosită pentru prima dată în butucul roții din față a bicicletei lui Van Anden Dexter în 1869 [1] . Drepturile asupra invenției au fost înregistrate în brevetul US88238 A „Îmbunătățirea bicicletei”.

Titluri alternative

• roată liberă ( roată liberă )
• ambreiaj cu clichet
• clichet
• bendix (pe numele producătorului mecanismului de eliberare cu arc învechit într-un demaror de mașină)

Note

1. ↑ Van Anden Dexter velocipede, 1869 Arhivat 8 noiembrie 2014 la Wayback Machine / Muzeul Național de  Istorie Americană

Literatură

• Anuryev V.I. Manualul proiectantului-constructor de mașini: în 3 volume  / ed. I. N. Zhestkovoy. - Ed. a 8-a, revizuită. si suplimentare - M .  : Mashinostroenie, 2001. - T. 2. - 912 p. - BBK 34,42ya2. - UDC  621.001.66 (035) . — ISBN 5-217-02964-1 .