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Cinghia rulli e frizione

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In questa sezione trovate consigli tecnici e spiegazioni sul funzionamento di questi componenti fondamentali degli scooter.

L'argomento non è dei più semplici, ma spero di renderlo comprensibile anche ai neofiti. Agli specialisti chiedo venia, per alcune affermazioni e/o semplificazioni esposte nel corso dell'articolo. Gli argomenti saranno trattati in modo generico, senza scendere nel dettaglio, proprio per evitare concetti tecnici difficili.

Un po’ di storia
 Sembra impossibile ma ancora oggi nel 2011 il cuore del sistema di trasmissione, è ancora la "cinghia, dal piccolo scooter 50cc fino agli imponenti 800cc ".
Da alcuni dati storici trovati sul web, possiamo dire con certezza che la cinghia è stata uno dei primi sistemi adottati per le trasmissioni meccaniche: dalle segherie ai grossi insediamenti industriali, ogni qualvolta c'era la necessità di trasmettere del moto, si ricorreva a tale sistema.
A dire il vero in quegli anni si utilizzavano "cinghie piane" che si avvolgevano su veri e propri tamburi, con un particolare costruttivo interessante: visti in sezione, avevano un profilo "a botte. Aldilà dei soliti affinamenti tale sistema restò in uso per lungo tempo, fino a che fu introdotta la cinghia trapezoidale.
La particolarità non stava tanto nella forma della sua sezione, quanto ad una serie d’accorgimenti che modificarono radicalmente questo tipo di trasmissione:
La cinghia non si avvolge più su dei semplici tamburi, ma su pulegge che ne garantiscono una migliore guida.
Mentre il vecchio sistema utilizzava come superficie d’attrito la base della cinghia, adesso è utilizzato il fianco. A parità di sezione, si ha una maggiore superficie di contatto tra cinghia e puleggia.
La forza per mantenere in tensione la cinghia può essere ridotta in modo considerevole, con ovvi benefici ai cuscinetti e al rendimento complessivo della trasmissione.

Il rapporto di trasmissione
Il rapporto di trasmissione è determinato dal rapporto dei diametri teorici d’avvolgimento della cinghia sulle due pulegge: motrice e condotta. E' ovvio che tale rapporto rimarrà un dato fisso ed inalterabile della trasmissione, legato alla forma costruttiva delle pulegge. Come si fa a variarlo?
Il concetto è molto semplice e per chiarirlo basta osservare la sezione di una puleggia. L'idea di base è di scomporre la puleggia in due metà, la prima rimane solidale all'albero, mentre la seconda può scorrere lungo l'asse di rotazione. Quando tale semipuleggia si trova affiancata a quella fissa, la cinghia è costretta a porsi sul massimo diametro della puleggia; viceversa quando si allontana, la cinghia potrà percorrere un diametro inferiore, potendosi insinuare nella gola della puleggia.
In poche parole, spostando la semipuleggia lungo l'asse, possiamo ottenere una variazione del rapporto di trasmissione quasi tutto continuo e ottimizzato alle caratteristiche del motore e/o del mezzo. Quello che rende tale trasmissione ancora più flessibile sono i modi con cui può essere mossa questa semipuleggia. Si possono avere dispositivi meccanici, idraulici, elettromeccanici, pneumatici che potranno, a loro volta, essere controllati in modo manuale o automatico.
Ci soffermeremo in particolare su quello in dotazione nei comuni scooter, definito tipo: meccanico/automatico.
I
l Burgman 650 della Suzuki con il cambio sequenziale, ha modificato radicalmente i parametri di riferimento dell'attuale tecnologia, ma questa è un'altra storia...

Il variatore
Com’è fatto e come funziona il variatore del nostro scooter? Per meglio comprendere il suo funzionamento, lo dividiamo nelle sue parti primarie ed analizziamole singolarmente: la puleggia motrice, la puleggia condotta e la frizione automatica.

  • Puleggia motrice
Il movimento della semipuleggia mobile è ottenuto dalla forza centrifuga creata da una serie di rulli o (massette). I rulli sono interposti tra il fianco della semipuleggia mobile e una calotta solidale con l'albero motore che assolve anche la funzione di guida.
A condizione di albero motore fermo, e quindi con le semipulegge aperte, la forza centrifuga creata sui rulli dalla successiva rotazione dell'albero motore, spinge questi ultimi verso l'esterno obbligando la puleggia mobile ad avvicinarsi alla fissa. In questo modo “la gola” della puleggia viene a chiudersi, obbligando la cinghia a percorrere un diametro sempre maggiore. Tale forza è proporzionale al numero dei giri dell'albero motore e alla massa complessiva dei rulli.

  • Puleggia condotta
In questo caso ancora ritroviamo la semipuleggia mobile e fissa, ma con alcune particolarità che la differenziano notevolmente dalla “motrice". I rulli sono sostituiti da una molla più o meno grossa, la cui funzione è di mantenere le due semipulegge chiuse. In questo modo, oltre ad assicurare una corretta tensione alla cinghia, contrasta la spinta dei rulli e consente una variazione del rapporto di trasmissione più graduale.
Altra particolarità, spesso sconosciuta ai più, è la presenza della guida elicoidale. Diversamente dalla "motrice" che si muove lungo l'asse in modo rettilineo, la "condotta" descrive un'elica; è come un dado che si avvita su una vite. Su questo particolare ritorneremo a parlare più avanti per comprendere la sua funzione.

  • Frizione automatica
Il dispositivo è semplice ed è lo stesso che da sempre è utilizzato sui ciclomotori "mono marcia" e non necessariamente dotati di variatore. Costruttivamente è molto simile ad un freno a tamburo, ma con diverse particolarità.
Su un piatto solidale al "variatore" trovano posto una serie di pattini o ganasce trattenuti da altrettante molle pre calibrate. Il tutto è posto all'interno di un tamburo (campana) solidale al riduttore. Il piatto quando raggiunge una determinata velocità di rotazione, genera una forza centrifuga e per via della massa dei pattini spinge questi ultimi contro il tamburo esterno trascinandolo in rotazione. In questo modo il motore viene accoppiato gradualmente al riduttore, permettendo il movimento del veicolo.
Il regime di giri cui avviene l'accoppiamento della frizione, è legato alla massa dei pattini e alla forza di contrasto esercitata dalle molle calibrate.
Il funzionamento di questo tipo di frizione è per così dire "non reversibile". Se tentiamo di far ruotare la campana, non riusciremo mai ad ottenere l'espansione dei pattini e quindi l'accoppiamento; in poche parole: è inutile tentare di avviare il motore del nostro scooter a spinta, sprechereste solo fiato e tempo.

Freno motore
Nella fase considerata (decelerazione) non è più il motore a determinare la trazione sulla cinghia, ma trasformandosi in un vero e proprio "freno motore" è trascinato dalla ruota o meglio dal perno del riduttore. Tutte le forze s’invertono e come tale anche il senso d’avvitamento della semipuleggia e l'effetto generato. La forza, in contrasto con la spinta della vera molla, tenderà ad aprire la "Condotta" allungando il rapporto di trasmissione. Ecco perché gli scooter hanno un pessimo "freno motore". Proprio nel momento in cui avremmo bisogno di un rapporto di trasmissione più corto, per avere un freno motore maggiore, il nostro cambio automatico innesta (la 4°). Il problema si evidenzia soprattutto in montagna e nelle lunghe discese, dove per mantenere la velocità giusta per garantire sicurezza si è costretti a frenare maggiormente. L'unico scooter che ha tutte le carte in regola, per superare l'inconveniente è il Burgman 650 della Suzuki. Per muovere le semipulegge non utilizza né forze centrifughe né tanto meno "guide elicoidali", ma il tutto è mosso da un attuattore elettromeccanico controllato dalla centralina CVT.

Manutenzioni
Quando sostituire la cinghia e i rulli? Questa domanda affligge la maggior parte degli utenti scooteristi. Il mio consiglio è di far controllare lo scooter in officina in modo da valutarne l’usura. In ogni caso molti libretti d’uso e manutenzione consigliano di sostituire le parti in questione ogni 16-18000 Km, mentre per la frizione non prima di 30-35000 Km. Dipende anche dall’uso che fate del vostro mezzo, se per esempio viaggiate spesso in due o carichi di bagagli o andate parecchio in salita, tutti questi tempi previsti si accorciano notevolmente anche ad arrivare a 12-14000 km per le cinghie e rulli e  28-30000 Km per le frizioni.

Per qualsiasi info: Clicca qui.

 
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