Albero di trasmissione
Un albero di trasmissione, albero di trasmissione, albero motore, albero dell'elica o albero cardanico è una parte di una macchina che porta la potenza dal motore o dall'albero a un posto dove può essere fatto un lavoro utile.
La maggior parte dei motori crea potenza come coppia facendo ruotare qualcosa. Questo può essere da un motore a combustione interna (come in un'auto), l'acqua che guida una ruota ad acqua, o il gas o l'acqua che passa attraverso una turbina. Questa potenza rotante è chiamata coppia. Il carico che viene fatto girare crea torsione e tensione di taglio. Gli alberi di trasmissione devono essere abbastanza forti da sopportare questo stress. Un albero di trasmissione leggero sposterà in modo più efficiente la potenza al carico, quindi ci deve essere un equilibrio tra forza e peso.
Albero cardanico con giunti universali
Albero motore esposto su una classica moto BMW
Automobili
La maggior parte delle automobili di oggi usa gli alberi di trasmissione per portare la potenza dal motore alle ruote. La maggior parte delle auto fatte oggi sono a trazione anteriore (le ruote anteriori hanno il potere di muovere l'auto). In questo caso, gli alberi di trasmissione sono tra il transaxle e ogni ruota anteriore.
Nelle auto a trazione posteriore, ci sono alberi di trasmissione tra il differenziale e ogni ruota posteriore. C'è anche un albero di trasmissione che corre per tutta la lunghezza dell'auto, dalla trasmissione nella parte anteriore al differenziale nella parte posteriore - in inglese britannico questo non è chiamato albero di trasmissione, ma albero dell'elica, o prop-shaft, e gli alberi di trasmissione possono essere chiamati semiassi (poiché ce ne sono due che fanno un asse).
Ci sono diversi tipi di alberi di trasmissione usati nelle automobili:
- Albero motore in 1 pezzo
- Albero motore in 2 pezzi
- Slittamento nell'albero di trasmissione del tubo
L'albero di trasmissione Slip in Tube è il nuovo tipo che aiuta ad assorbire l'energia in un incidente, proteggendo le persone nell'auto o nel camion. È anche conosciuto come albero di trasmissione pieghevole.
Un albero a doppia elica per camion
Alberi di trasmissione della motocicletta
Gli alberi di trasmissione sono stati usati sulle moto quasi da quando esistono le moto. Molte moto usano invece una più semplice trasmissione a catena o a cinghia, ma gli alberi di trasmissione hanno bisogno di meno cure e hanno una lunga durata. Un problema con l'uso degli alberi di trasmissione su una moto è che è necessario un ingranaggio per girare la potenza di 90° dall'albero alla ruota posteriore, perdendo un po' di potenza nel processo.
A 1913 FN (Fabrique Nationale), Belgio, quattro cilindri e trasmissione ad albero
Trattori
I trattori agricoli usano un tipo di albero di trasmissione chiamato albero della presa di forza o PTO. Questo è un albero che esce dalla parte posteriore del trattore. Può essere collegato a qualsiasi attrezzatura agricola che ha bisogno di potenza dal motore del trattore, come una pressa per il fieno o una trincia per il mais. Questo permette di usare il trattore per molti usi diversi e l'attrezzatura agricola non ha bisogno di un proprio motore, risparmiando denaro.
Vecchio trattore John Deere con PTO sotto un cappuccio di protezione
Alberi di trasmissione in bicicletta
L'albero di trasmissione può anche essere usato in una bicicletta al posto della trasmissione a catena. Sono stati utilizzati per il secolo scorso, anche se non sono mai diventati molto popolari. Quando viene usato su una bicicletta, un albero di trasmissione ha diversi vantaggi e svantaggi:
Vantaggi
- Il sistema di trasmissione ha meno probabilità di incepparsi o rompersi, un problema comune con le biciclette a catena
- Nessun grasso sul pilota, e nessun "morso della catena" per afferrare i vestiti
- È necessaria meno attenzione che in un sistema a catena quando l'albero di trasmissione è racchiuso in un tubo, la convenzione comune
- Prestazioni più costanti. Dynamic Bicycles sostiene che una bicicletta con albero di trasmissione fornisce costantemente il 94% di efficienza, mentre una bicicletta con catena può fornire ovunque dal 75-97% di efficienza in base alle condizioni.
- Più spazio sopra il terreno (altezza da terra) per superare i dossi o le cose sul percorso
- Per le società di noleggio di biciclette, una bicicletta con albero motore ha meno probabilità di essere rubata, perché ovviamente ha un aspetto diverso. Questo tipo di bicicletta è in uso in diverse grandi città d'Europa, dove ci sono stati grandi progetti di noleggio o condivisione di biciclette.
Svantaggi
- Un sistema di alberi di trasmissione pesa più di un sistema a catena, di solito 1-2 libbre in più
- Nelle sue migliori condizioni, una catena offre una maggiore efficienza
- Coprire la catena e gli ingranaggi con una copertura di metallo o di plastica risolve alcuni problemi con le catene
- L'uso di ingranaggi leggeri con un alto numero di rapporti è impossibile, anche se si possono usare ingranaggi al mozzo
- Togliere la ruota può essere difficile da fare
Una bicicletta azionata da un albero.
Domande e risposte
D: Che cos'è un albero di trasmissione?
R: Un albero di trasmissione è una parte di una macchina che trasferisce la potenza da un motore o da una macchina a un punto in cui può essere svolto un lavoro utile.
D: Come viene creata la potenza nei motori?
R: La potenza nei motori e nei motorini viene creata come coppia facendo ruotare qualcosa.
D: Quali sono alcuni esempi di fonti di potenza rotante?
R: Esempi di fonti di potenza rotante sono un motore a combustione interna (in un'automobile), l'acqua che aziona una ruota idraulica e il gas o l'acqua che passano attraverso una turbina.
D: Che cosa sono la torsione e la sollecitazione di taglio?
R: Le sollecitazioni di torsione e di taglio sono tipi di sollecitazioni che si creano quando il carico girato dall'albero motore crea una resistenza alla rotazione.
D: Perché gli alberi di trasmissione devono essere forti?
R: Gli alberi di trasmissione devono essere abbastanza forti da sopportare la coppia, la torsione e le sollecitazioni di taglio create dal carico.
D: Qual è l'equilibrio che deve essere raggiunto nella progettazione degli alberi di trasmissione?
R: Nella progettazione degli alberi di trasmissione deve esserci un equilibrio tra forza e peso, in modo che l'albero di trasmissione sia forte ma non troppo pesante.
D: In che modo un albero di trasmissione leggero influisce sull'efficienza del trasferimento di potenza?
R: Un albero motore leggero trasferisce in modo più efficiente la potenza al carico, perché ha una massa minore da accelerare e decelerare, con conseguente minore spreco di energia.
