Trasmissioni for dummies

Il numero di giri del motore non corrisponde al numero di giri della ruota.

Tra l’albero motore e la ruota ci sono, in tutte le occasioni, una serie di meccanismi che tendono a ridurre il numero di giri della ruota rispetto ai giri del motore.

Per reazione contraria si ottiene un aumento della forza motrice proporzionale alla riduzione della velocità di uscita all’albero.

Per fare un esempio: se un motore in grado di sviluppare 10 Kw a 1000 giri, a cui, per effetto di meccanismi di riduzione daremo una velocità nell’albero di 500 giri (quindi avremo diviso per 2) ci troveremo con una potenza di 20 Kw (quindi moltiplicati per 2).

Dimezzata la velocità, raddoppiata la potenza.

Il problema che nasce all’avvio del veicolo è che vi è una massa in condizione statica da mettere in moto, ed è il momento che serve la maggiore energia. Su questo punto, calcolato nelle peggiori condizioni possibili (partenza in salita a pieno carico) avremo la massima riduzione del rapporto.

La cosiddetta marcia più corta.

La forza necessaria per mantenere in moto un corpo è molto inferiore a quella che ci vuole per avviarlo, ragion per cui, una serie di rapporti sempre più lunghi consentirà di raggiungere la massima velocità.

Per avere un rapporto “corto” bisogna che una ruota motrice, per diametro o numero di denti, sia inferiore alla ruota condotta. Viceversa per averlo più lungo.

Tralasciando la frizione, della quale mi riservo di parlarne in altra sede, abbiamo la trasmissione primaria, diffusa sui motoveicoli e su applicazioni che sfruttano la stessa tipologia di motore, come ad esempio i Kart, che è già una prima riduzione. dopodiché troviamo il cambio, dove una serie di ingranaggi con differenti rapporti consentono di sfruttare il motore alle varie velocità.

Si passa da un rapporto 3-4:1 per la prima marcia, sino ad un rapporto di 0,8-9:1 per la marcia più alta.

Questo significa che in prima marcia abbiamo 4 giri di albero di ingresso per ogni giro di albero in uscita, che si traduce con 4 volte la potenza erogata in uscita. Nella marcia più alta avremo più di un giro in uscita per ogni giro in entrata ma al contempo altrettanta potenza in meno.

Infine abbiamo il rapporto finale, a catena per i motoveicoli e a coppia conica o coppia cilindrica per gli autoveicoli. Si tratta comunque di ingranaggi riduttori attorno al 4-5:1.

Per il calcolo della velocità ci serve ancora conoscere l’ultimo elemento della trasmissione: il gruppo ruota/pneumatico.

In caso di calcolo dei rapporti da utilizzare su di un veicolo dovremo quindi considerare la forza necessaria per muoverlo da fermo, la massima velocità raggiungibile e un numero di rapporti intermedi sufficiente a dare l’adeguata potenza per il range di giri che il motore può sfruttare.

Lo Zingaro