POSSIBILE DANNEGGIAMENTO COMPONENTI DELLA TRASMISSIONE A SEGUITO DI
USO IMPROPRIO O ECCEZIONALMENTE GRAVOSO
PRINCIPI GENERALI DI FUNZIONAMENTO DELLA TRASMISSIONE CVT
(CINGHIA A VARIAZIONE CONTINUA)
1. Premessa e definizioni:
Gli organi di trasmissione adempiono ad un compito preciso: trasmettere il moto rotatorio dell’albero
motore alla ruota.
Vi sono differenti soluzioni tecniche affinché ciò avvenga; a differenza che nella auto o nelle moto, sui
comuni scooter il moto dell’albero motore viene trasmesso attraverso una cinghia che collega due
pulegge: la motrice, installata direttamente sull’albero motore, e la condotta, installata sull’albero della
frizione il quale, attraverso un ingranaggio intermedio, comunica il moto all’albero di uscita ruota.
La puleggia condotta basa il suo funzionamento su quello della frizione, congegno che, avvalendosi
dell'attrito, consente di unire gradualmente il moto di due alberi che ruotano a velocità diversa.
La figura mostra nel suo complesso i componenti di cui è composta la trasmissione di un comune
scooter, di cui in seguito vengono definite a approfondite le funzioni.
1
Cinghia
2
Complessivo
puleggia
condotta
Puleggia motrice
(variatore)
Puleggia fissa
(con alette di
rafffreddamento)
Coperchio trasmissione
Componenti trasmissione
La puleggia motrice è composta dai seguenti componenti:
-
-
-
-
Particolare nr. 8: Tasselli di traino (comunemente chiamati “cursori” o “parastrappi”). La loro
funzione è quella di interporsi tra il premi-rulli (part.7) ed il corpo della puleggia mobile
(nonché variatore, part. 5) in modo tale che l’attrito tra i due non li danneggi;
Particolare nr.7: Premi rulli;
Particolare nr.6: Rulli (o masse). Con la forza centrifuga si allargano verso l’esterno della
puleggia variatore, facendo così variare la sua posizione e conseguentemente il rapporto tra la
puleggia motrice e la puleggia condotta
Particolare nr. 2: variatore completo
Particolare nr.9: cinghia di trasmissione
Particolare nr.4: boccola variatore. Interposta tra la puleggia mobile e la puleggia fissa
(particolare 3);
Particolare nr3: Puleggia fissa. La sua posizione non è variabile in quanto solidale all’albero
motore. La presenza di alette sulla superficie esterna serve per ventilare il carter della
trasmissione ed evitare il surriscaldamento dei componenti;
Particolari 10, 11, 12: Fissano le pulegge all’albero motore. A seconda del tipo di avviamento,
vi può essere una corona dentata sulla quale si innesta la pedalina dell’avviamento manuale.
Gruppo puleggia motrice
3
La puleggia condotta riceve il movimento dell’albero motore attraverso la cinghia e lo trasmette
quindi, tramite una frizione ed un sistema di ingranaggi, alla ruota posteriore.
La puleggia condotta è composta da:
- Particolare nr.6: Puleggia secondaria fissa;
- Particolare nr.7: Puleggia secondaria mobile. Un sistema di molla (part.10) e scorrevoli (part.11
e 12) permette a questa parte di puleggia di muoversi verso l’esterno, variando quindi la
posizione della cinghia;
- Particolare nr.4: Frizione. Ha il compito di rendere fluida la parte iniziale di trasmissione del
moto (partenza) e rendere meno brusco l’innesto del movimento della ruota. Le masse d’attrito
della frizione (all’interno del particolare 4 la funzione primaria è svolta dalle tre ganasce)
imprimono il movimento alla campana frizione (part.1) per sfregamento.
- Particolare nr.1: Campana frizione
Gruppo puleggia condotta
4
La parte finale della trasmissione è composta dagli ingranaggi di trasmissione:
-
Part. 1: Scatola ingranaggi, a bagno d’olio;
Part.3: Albero frizione. E’ l’albero su cui è montata la puleggia condotta. Riceve il movimento
dalla puleggia motrice tramite la cinghia e la rotazione tramite la campana frizione;
Part. 4: Ingranaggio intermedio. E’ costituito da una coppia di ingranaggi assemblati (part.6 e 5)
che hanno lo scopo di demoltiplicare il rapporto iniziale;
Part.7: Albero ruota. E’ costituito da un ingranaggio, che riceve il moto dall’ingranaggio
intermedio, e da un albero alla cui estremità è montata la ruota.
Ingranaggi trasmissione secondaria (ruota)
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2. Come funziona nel suo complesso l’apparato di trasmissione ?
La cinghia trasmette il movimento dell’albero motore, per il tramite del variatore, alla puleggia
condotta. Questa ultima imprime il movimento all’albero ruota mediante la campana frizione; la
distanza tra questi due elementi (ovvero variatore-puleggia condotta) varia a seconda del regime di
rotazione dell’albero motore e della ruota. Per via della forza centrifuga, infatti, le masse del variatore
tendono ad andare verso la parte esterna, facendo così muovere la puleggia mobile verso quella fissa.
Questo movimento genera una variazione delle posizione della cinghia, la quale può lavorare tanto
nella parte più interna (ovvero vicina all’albero motore) quanto quella esterna della puleggia. Si genera
così un cambio di rapportatura, più o meno rapido a seconda del peso della masse (più sono pesanti, più
sarà necessaria una forza centrifuga maggiore per modificare la posizione della puleggia mobile).
La foto 1 mostra come può variare la posizione della cinghia a seconda del regime di rotazione
dell’albero motore.
La foto 2 evidenzia, con un dettaglio del variatore, le zone su cui lavora la cinghia.
La foto 3 mostra come l’azione della forza centrifuga sulle masse generi l’allontanamento del premirulli e, conseguentemente, la variazione delle posizione del variatore e della cinghia.
Coperchio trasmissione
Il movimento della puleggia mobile (variatore) fa si che
la cinghia possa lavorare nella parte più interna o esterna
della coppia di pulegge
6
Variatore
Range di funzionamento
cinghia
7
Albero motore
Boccola
Premi rulli
Foto2
Rampa rulli. Scorrendo
verso l’esterno, il rullo varia
la posizione della puleggia
8
Rulli
R
Foto 3
La funzione della puleggia condotta (chiamata anche “frizione”) è quella di trasmettere il moto ricevuto
dalla puleggia motrice (a mezzo cinghia) alla ruota.
Anche la puleggia condotta funziona tramite il principio della forza centrifuga, ma la sua funzione non
è propriamente quella di variare la rapportatura (come il variatore) ma di rendere più fluida la partenza
e la marcia alle bassissime velocità.
Il movimento rotatorio della puleggi condotta spinge infatti le ganasce frizione (che sono propriamente
della masse d’attrito trattenute da molle) verso l’esterno. Così facendo, più la forza centrifuga è forte
(ovvero maggiore il regime di rotazione della cinghia) più le ganasce faranno attrito con la campana,
trasmettendo così all’albero della ruota il moto. La campana, infatti, è montata in maniera solidale
all’albero di trasmissione (la frizione, invece, no) trasmettendo così il moto all’albero ed alla ruota.
Intervenendo sulla molle che trattengono verso l’interno le ganasce frizione e sulla molla centrale delle
pulegge scorrevoli, è possibile variare il regime di rotazione al quale le ganasce aderiscono totalmente
alla campana. Solo quando le ganasce aderiscono totalmente alla campana la frizione è disinnestata, e
non vi è quindi usura.
Albero
Alloggio masse frizione
(interno)
9
Coppia pulegge
Campana frizione. Le masse frizione,
ruotando, si espandono verso l’esterno
aderendo quindi alla campana e
trasmettendo il moto all’albero
Masse frizione ed alloggiamento
Materiale d’attrito
Molle frizione
Muovendosi verso l’esterno, la
ganasce aderiscono alla
campana trasmettendole per
attrito (ovvero per “frizione”),
il moto impresso dalla cinghia
3. Quali sono gli organi della trasmissione particolarmente soggetti ad usura?
In merito a quanto esposto sopra è necessario sottolineare come, al contrario di un sistema di
trasmissione del moto che utilizzi ingranaggi di riduzione primaria e secondaria (comunemente
chiamato “cambio”) o trasmissione del moto tramite combinazione di albero e ingranaggi
(trasmissione cardanica), il sistema di trasmissione CVT necessiti di una manutenzione più accurata.
Gli organi stressati in un sistema CVT sono infatti:
- La cinghia di trasmissione, in gomma, il cui ciclo di vita è in genere tra i 12.000 ed i 15.000 km, a
seconda del tipo di cinghia (ad esempio a dentatura singola o doppia);
- Le masse di trasmissione (rulli), la cui vita media dipende dal tipo di percorso e dal carico del
veicolo. Più si guiderà con repentini cambi di regime e velocità, più i rulli si usureranno rapidamente.
Più sarà il peso trasportato sul veicolo, maggiore ne sarà il consumo;
- Le masse d’attrito della frizione: a seconda della frequenza delle partenze da fermo o in lento
movimento, l’usura delle masse frizione sarà maggiore.
4. Come è possibile allungare la vita di frizione e rulli?
Nel caso in cui la guida di uno scooter non sia particolarmente accorta, è facile incorrere in
danneggiamenti al sistema di trasmissione. Gli errori di guida più diffusi sono in genere:
- Repentini cambi di regime motore: Variare continuamente la velocità implica continui cambi di
rapporto, quindi da una parte una maggiore escursione della cinghia, dall’altra rapidi movimenti delle
masse all’interno del variatore. Il movimento delle masse ne genera l’usura, generalmente difforme: il
risultato è che la forma del rullo non è più perfettamente sferica, ma presenta un lato più consumato
degli altri (vedi foto)
Parte usurata
Rullo nuovo
La conseguenza immediata è la perdita di un cambio di velocità lineare.
- Partenze a gas estremamente parzializzato, partenze ripetute (soprattutto se in salita a pieno
carico), gas puntato durante le soste. Durante la fase di partenza gli organi maggiormente stressati
sono quelli della puleggia condotta, ovvero la campana frizione e la frizione centrifuga (masse
d’attrito). Al fine di ottenere maggior comfort di guida, durante le partenze da fermo o accelerazioni a
bassissime velocità (in genere fino ai 35km/h) lo sfregamento delle masse d’attrito della frizione sulla
campana trasmette il moto in maniera fluida, impedendo strappi e saltellamenti. Nel caso in cui si
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parzializzi eccessivamente l’acceleratore, la forza centrifuga può essere tale da impedire il corretto
allargamento delle masse frizione ed una idonea aderenza della puleggia alla campana. Questo fa si
che le masse della frizione lavorino eccessivamente, causando da un lato l’usura del materiale
d’attrito, dall’altro il possibile surriscaldamento della campana. Nel caso in cui la campana si
surriscaldi (vedi figura seguente) i problemi generati sono n genere:
- La possibile distorsione della campana;
- La vetrificazione del materiale d’attrito delle ganasce
Esempio di campana frizione surriscaldata
Per evitare che ciò accada, è necessario:
- Durante le soste, lasciare il motore al minimo;
- Durante le soste in salita, lasciare il motore al minimo ed utilizzare esclusivamente i freni;
- Durante la partenze, aprire il gas con decisione per ottenere l’innesto della frizione, quindi
rilasciare immediatamente per parzializzare la velocità. Partenze “a filo di gas” stressano
maggiormente le masse della frizione, comportando maggior usura e temperature di utilizzo
maggiori;
- Il carter trasmissione è ventilato: assicurarsi sempre che il bocchettone di ventilazione sia libero;
- Il materiale d’attrito del gruppo frizione/rulli forma polvere all’interno del carter trasmissione.
Sopratutto con l’umido, la polvere tende a solidificarsi ed a rendere la superficie di scorrimento più
ruvida, riducendo il comfort di marcia ed innestando saltellamenti e vibrazioni. E’ bene pertanto
eseguire la regolare manutenzione ed assicurarsi che il gruppo campana/frizione venga sempre
pulito e gli scorrevoli delle pulegge ingrassati.
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