Funzionamento e Componenti della Frizione Meccanica: Tipologie e Caratteristiche

La Frizione Meccanica: Funzionamento e Caratteristiche

La frizione a disco meccanico è ampiamente utilizzata per la sua semplicità costruttiva e la facilità di manutenzione. Per motivi di spazio, in alcuni casi i dischi non possono essere montati a secco; si ricorre quindi a sistemi a doppia frizione, multidisco o frizioni in bagno d'olio.

Funzionamento della Frizione

Il principio di funzionamento consiste nel posizionare il disco tra due piatti piani che, esercitando pressione, permettono di trasmettere la rotazione e la coppia del motore al cambio. Quando è necessario disinnestare la frizione, la forza che spinge il disco diminuisce fino a farlo girare liberamente tra le piastre o il mozzo (hub).

Sforzi e Forze Sostenute

• Coppia: la coppia che il motore eroga alla frizione per essere trasmessa al cambio.
• Forza di spinta: la forza esercitata dal piatto di pressione sul disco, generata dal meccanismo di pressione (molle o diaframma).
• Forza trasmessa: la forza che la frizione è in grado di trasferire, determinata dalla forza di spinta e dal coefficiente d'attrito. Quando la frizione slitta, la forza trasmessa diminuisce; ciò può essere causato dal conducente (pedale a metà) o dalla mancanza di aderenza del disco con il mozzo (per calore o usura).
• Pressione massima ammissibile: la pressione che il materiale può sopportare senza che i dischi vengano danneggiati o subiscano affaticamento. I materiali ceramici offrono un'ottima resistenza in tal senso.
• Coppia massima trasmessa: è il risultato dell'applicazione della forza massima che la frizione può trasmettere nel punto di esercizio.

Componenti della Frizione

Disco della Frizione

Situato tra il piatto di pressione e il volano, presenta al centro un foro scanalato per l'albero primario del cambio. La sua missione è trasmettere il movimento dal volano (conduttore), collegato all'albero motore, al gruppo condotto.

• Attributi: il disco deve scorrere in modo fluido e progressivo per evitare strappi durante il pareggiamento della velocità tra la ruota e il piatto di pressione.
• Caratteristiche: per garantire la dolcezza di funzionamento, presenta una serie di tagli radiali lungo il perimetro che conferiscono flessibilità al centro del disco. Per evitare lo slittamento, è rivestito su entrambi i lati con materiale d'attrito (Ferodo).

Piatto di Pressione

È la parte metallica che preme il disco della frizione contro il volano. È agganciata al corpo tramite un dispositivo elastico che lo comprime contro il disco.

Diaframma

Rappresenta la molla a tazza che esercita la forza necessaria per spingere il piatto di pressione. In alcuni sistemi, al posto del diaframma si utilizzano delle molle elicoidali.

Corpo (Spingidisco)

Il componente esterno che sostiene il piatto di pressione, alloggia il diaframma e protegge l'intero meccanismo.

Anello di Spinta

Ha il compito di premere il centro del diaframma o le leve di disinnesto per allontanare il piatto di pressione e liberare il disco, permettendo il cambio marcia.

Volano

Rappresenta la superficie di contatto su cui poggia il disco quando viene applicata la pressione tramite il gruppo spingidisco.

Tipologie di Frizione

Frizione a Cono

Non utilizza un disco piatto, ma due parti coniche (maschio e femmina) che si accoppiano tramite una forza d'innesto. L'attrito tra le superfici sincronizza la velocità degli assi. Viene utilizzata nei sincronizzatori dei cambi manuali dei camion e in alcune applicazioni in bagno d'olio.

Doppia Frizione (Dual Disc)

Ideale per veicoli di grande potenza e coppia elevata. Il sistema a doppio disco a secco permette di ridurre le dimensioni complessive evitando problemi di progettazione. In ambito agricolo, la doppia frizione permette di gestire la trasmissione e la presa di forza (PTO) in modo indipendente: la prima corsa del pedale disinnesta la trazione, mentre la pressione completa scollega la presa di forza.

Multidisco in Bagno d'Olio

Di dimensioni ridotte, è la soluzione ideale per i cambi automatici moderni (come il DSG di Volkswagen) e per la quasi totalità dei motori motociclistici. Segue gli stessi principi della frizione a secco, ma utilizza un fluido che lubrifica e raffredda i componenti, riducendo l'usura e aumentando la durata dei dischi. La forza trasmessa dipende dal numero di dischi, dalla coppia, dalle dimensioni della campana e dalla forza delle molle di spinta.