Il rapporto di trasmissione del motorino di avviamento determina il modo in cui la velocità e la coppia del motorino di avviamento vengono trasferite al motore. Per gli acquirenti OEM si tratta quindi di un parametro importante nella scelta, sostituzione o sviluppo di un motorino di avviamento.
Tuttavia, il rapporto di trasmissione non dovrebbe essere valutato solo dal numero dei denti del pignone. I denti della corona dentata, le caratteristiche del motorino di avviamento, i requisiti di avviamento del motore, la geometria dell'ingranaggio e le condizioni di innesto devono essere considerati insieme.
1. Come viene calcolato il rapporto di trasmissione del motorino di avviamento?
Il rapporto base di avviamento si calcola dividendo il numero di denti della corona dentata del motore per il numero di denti del pignone di comando dell'avviamento:
Rapporto di trasmissione del motorino di avviamento=Denti della corona ÷ Denti del pignone
Ad esempio, un sistema con una corona dentata da 120 denti e un pignone da 10 denti ha:
120 ÷ 10=12:1 rapporto di trasmissione
Ciò significa che il motorino di avviamento ruota circa 12 volte per un giro dell'albero motore, presupponendo che gli ingranaggi siano direttamente innestati.
Un rapporto numerico più elevato generalmente fornisce una maggiore moltiplicazione della coppia al motore, mentre il motorino di avviamento deve ruotare più velocemente rispetto alla velocità del motore.
2. Perché il rapporto di trasmissione è importante per l'avviamento del motore?
Un motore richiede una coppia sufficiente per superare la compressione, l'attrito interno, la resistenza dell'olio e altri carichi meccanici durante l'avviamento.
Il motorino di avviamento fornisce la forza di rotazione iniziale, mentre il motorino di avviamento trasferisce questa forza attraverso il pignone e la corona dentata.
Il rapporto di trasmissione influisce su questa relazione di coppia e velocità.
Per questo motivo variando il conteggio dei denti del pignone si possono modificare le caratteristiche di funzionamento dell'intero sistema di avviamento.
Gli acquirenti OEM non devono considerare il pignone come un componente sostitutivo isolato. Il motorino di avviamento, la trasmissione dell'avviamento, la corona dentata e il motore devono essere valutati come un unico sistema.
3. Cosa dovrebbero controllare gli acquirenti OEM?
Prima di approvare un azionamento di avviamento, i team di approvvigionamento e di ingegneria OEM dovrebbero verificare diversi parametri chiave.
Conteggio dei denti della corona dentata
Il conteggio dei denti della corona dentata fornisce il primo riferimento per il calcolo del rapporto di trasmissione iniziale.
Dovrebbe essere confermato dalle specifiche del motore o del volano piuttosto che stimato da un componente esistente.
Conteggio dei denti del pignone
Il pignone di comando dell'avviamento determina la seconda parte del rapporto di trasmissione.
Anche una piccola variazione nel numero dei denti può alterare il rapporto, quindi il pignone sostitutivo non dovrebbe essere selezionato solo perché si adatta fisicamente al motorino di avviamento.
Velocità del motorino di avviamento
La velocità nominale del motorino di avviamento deve essere considerata insieme al rapporto di trasmissione.
Se il motore ruota a una velocità particolare, la velocità di avviamento del motore risultante dipende in parte dalla riduzione fornita dal motorino di avviamento e dalla corona dentata.
Coppia del motorino di avviamento
Il rapporto di trasmissione influisce sul modo in cui la coppia motrice viene trasferita al motore.
Una configurazione adeguata deve fornire una coppia di avviamento sufficiente senza sottoporre a carichi eccessivi gli ingranaggi o i componenti del motorino di avviamento.
Requisiti per l'avviamento del motore
La cilindrata del motore, la compressione, la temperatura, le condizioni di lubrificazione e l'applicazione influenzano tutti la coppia richiesta durante l'avviamento.
Un veicolo passeggeri, un camion commerciale, una macchina agricola e un motore diesel- per servizio pesante potrebbero quindi richiedere configurazioni diverse del sistema di avviamento.
4. Una maggiore riduzione significa sempre migliori prestazioni di avviamento?
Non necessariamente.
Un rapporto di trasmissione numerico più elevato può aumentare la moltiplicazione della coppia nel motore, ma modifica anche il rapporto tra la velocità del motorino di avviamento e la velocità del motore.
L'intero sistema di avviamento deve rimanere entro il campo di funzionamento del motorino di avviamento e del motore.
Gli ingegneri OEM dovrebbero quindi considerare:
- Velocità di avviamento del motore richiesta
- Coppia disponibile del motorino di avviamento
- Velocità nominale del motorino di avviamento
- Resistenza all'avviamento del motore
- Robustezza del pignone e della corona dentata
- Caratteristiche dell'impegno
- Ciclo di lavoro
- Temperatura operativa
L'obiettivo non è semplicemente quello di ottenere il rapporto di trasmissione più alto possibile, ma di stabilire l'equilibrio appropriato tra coppia di avviamento, velocità di avviamento, durata e compatibilità del sistema.
5. Cosa succede se il rapporto di trasmissione non è corretto?
Un rapporto di trasmissione inadeguato può creare problemi anche quando il motorino di avviamento è fisicamente adatto all'applicazione.
I potenziali problemi includono:
Velocità di avviamento insufficiente
Il motore potrebbe non raggiungere la velocità iniziale richiesta.
Coppia di avviamento insufficiente
Il motorino di avviamento potrebbe avere difficoltà a superare la resistenza del motore, soprattutto in condizioni impegnative.
Carico meccanico eccessivo
Una configurazione non idonea può aumentare i carichi sul pignone, sulla corona dentata, sul motorino di avviamento o sui relativi componenti.
Usura prematura degli ingranaggi
L'impegno ripetuto-ad alto impatto o il carico eccessivo dei denti possono accelerare l'usura.
Scarse prestazioni di avviamento
Il motore potrebbe impiegare più tempo per avviarsi o non avviarsi in modo affidabile in determinate condizioni operative.
6. Il rapporto di trasmissione non è l'unica specifica del cambio
Un rapporto di conteggio dei denti corretto non significa automaticamente che il motorino di avviamento e la corona dentata siano compatibili.
Gli acquirenti OEM dovrebbero inoltre verificare:
- Passo modulo o diametrale
- Angolo di pressione
- Profilo del dente
- Diametro esterno pignone
- Diametro della radice
- Larghezza del viso
- Angolo dell'elica, ove applicabile
- Eccentricità dell'ingranaggio
- Posizione di innesto assiale
Questi parametri determinano se il pignone e la corona dentata possono innestarsi correttamente e trasferire il carico in modo efficace.
Per un azionamento di avviamento personalizzato, il team di ingegneri del produttore deve verificare la geometria completa dell'ingranaggio prima dello sviluppo dell'attrezzatura.
7. Che dire delle applicazioni diesel-per carichi pesanti?
I motori diesel-per impieghi gravosi possono sottoporre il sistema di avviamento a esigenze significativamente più elevate, in particolare nei veicoli commerciali, nelle macchine edili, nelle macchine agricole e in altre applicazioni che operano in condizioni difficili.
Gli acquirenti OEM dovrebbero considerare la coppia di avviamento richiesta insieme a:
- Cilindrata del motore
- Rapporto di compressione
- Uscita motorino di avviamento
- Temperatura ambiente
- Frequenza iniziale
- Ciclo di lavoro
- Forza dei denti degli ingranaggi
- Trattamento termico
- Vita utile prevista
Un motorino di avviamento-per impieghi gravosi dovrebbe pertanto essere valutato in base all'applicazione completa anziché selezionato esclusivamente in base al numero di denti o al rapporto di trasmissione.
8. Quali informazioni dovrebbero essere incluse in una richiesta di offerta OEM?
Fornire informazioni tecniche complete consente al produttore di motorini di avviamento di valutare l'applicazione in modo più accurato.
Una richiesta di offerta OEM dovrebbe idealmente includere:
| Parametro | Informazioni richieste |
|---|---|
| Modello del motore | Applicazione esatta del motore o dell'attrezzatura |
| Motorino di avviamento | Modello, tensione nominale, velocità e coppia |
| Corona dentata | Conteggio dei denti e relative dimensioni degli ingranaggi |
| Pignone | Conteggio dei denti e specifiche degli ingranaggi |
| Rapporto di trasmissione | Rapporto esistente o richiesto |
| Disegno | Dimensioni e tolleranze |
| Materiale | Grado richiesto o specifica del fornitore |
| Trattamento termico | Requisiti di durezza o di processo |
| Volume annuale | Quantità di produzione prevista |
| Applicazione | Tipo di veicolo, motore o attrezzatura |
| Validazione | Standard di test o approvazione richiesti |
Un disegno o un campione fisico è particolarmente utile quando si sviluppa un'unità di avviamento non-standard.
9. Come i produttori controllano il rapporto di trasmissione durante la produzione
Per la produzione OEM, il rapporto di trasmissione inizia con la progettazione corretta dell'ingranaggio e continua attraverso il controllo dimensionale durante la produzione.
Per i componenti dell'avviamento di precisione, il processo di produzione può includere estrusione a freddo, lavorazione meccanica, trattamento termico e ispezione degli ingranaggi a seconda del progetto richiesto.
La produzione di ingranaggi per estrusione a freddo può essere utilizzata per geometrie di ingranaggi adatte per formare componenti in modo efficiente mantenendo il flusso di materiale controllato e la consistenza dimensionale.
Dopo la formatura e la successiva lavorazione, le dimensioni e le caratteristiche critiche degli ingranaggi dovrebbero essere ispezionate secondo le specifiche del cliente.
Per i programmi automobilistici-di volume elevato, la coerenza del processo è particolarmente importante poiché una piccola variazione dimensionale ripetuta nel corso della produzione può influire sulle prestazioni dell'intero sistema di avviamento.
10. Lista di controllo del rapporto di trasmissione del motorino di avviamento per gli acquirenti OEM
Prima di approvare un azionamento di avviamento, verificare:
- Conteggio dei denti della corona dentata
- Conteggio dei denti del pignone
- Rapporto di trasmissione calcolato
- Velocità del motorino di avviamento
- Coppia del motorino di avviamento
- Velocità di avviamento del motore richiesta
- Requisiti della coppia di avviamento del motore
- Modulo ingranaggio o passo diametrale
- Angolo di pressione e profilo del dente
- Dimensioni del pignone e posizione di innesto
- Materiale e trattamento termico
- Requisiti per l'ispezione degli ingranaggi
- Volume di produzione previsto
- Test di durabilità o convalida richiesti
Considerazione finale
Il corretto rapporto di trasmissione dell'avviamento è determinato dalla relazione tra motorino di avviamento, pignone, corona dentata e motore-non solo dal conteggio dei denti.
Per l'approvvigionamento OEM, l'approccio più sicuro consiste nel verificare il rapporto richiesto insieme alla geometria degli ingranaggi, alle prestazioni del motorino di avviamento, ai requisiti del motore, al materiale, al trattamento termico e alle tolleranze di produzione.
Per progetti personalizzati e OEM, Superhuman può valutare i disegni o i campioni dei clienti e sviluppare componenti di azionamento di avviamento e ingranaggi di precisione in base all'applicazione richiesta, al processo di produzione, ai requisiti di ispezione e al volume di produzione.
