I moderni motori possono funzionare con numeri di giri estremamente bassi. La tendenza è verso coppie motore sempre più alte. Le carrozzerie ottimizzate nel canale del vento producono meno rumori dovuti al vento. I nuovi metodi di calcolo aiutano a ridurre il peso delle vetture e i progetti di smagrimento aumentano l'efficacia dei motori. Anche la quinta o la sesta marcia del cambio riducono i consumi.  Gli oli fluidi facilitano la precisione di innesto. In breve: Le fonti di rumore aumentano, lo smorzamento naturale diminuisce. Rimane il principio del motore a stantuffo che con i suoi processi di combustione periodica stimola le vibrazioni torsionali nella linea di trasmissione - conseguenze sgradevoli sono il battito del cambio e il rimbombo della carrozzeria.  Gli automobilisti abituati al comfort oggi non accettano più questo tipo di rumori. Oltre a separare e a collegare, quindi, oggi è più importante che mai il compito della frizione di isolare in modo efficace le vibrazioni del motore. Dal punto di vista fisico ciò si risolve facilmente: Il momento di inerzia delle masse del cambio deve essere aumentato senza aumentare la massa da innestare. In tal modo si smorzano le vibrazioni torsionali del motore e si crea il comfort voluto. Oltre a ciò il cambio viene anche scaricato. I moderni motori possono funzionare con numeri di giri estremamente bassi. La tendenza è verso coppie motore sempre più alte. Le carrozzerie ottimizzate nel canale del vento producono meno rumori dovuti al vento. I nuovi metodi di calcolo aiutano a ridurre il peso delle vetture e i progetti di smagrimento aumentano l'efficacia dei motori. Anche la quinta o la sesta marcia del cambio riducono i consumi. Gli oli fluidi facilitano la precisione di innesto. In breve: Le fonti di rumore aumentano, lo smorzamento naturale diminuisce. Rimane il principio del motore a stantuffo che con i suoi processi di combustione periodica stimola le vibrazioni torsionali nella linea di trasmissione - conseguenze sgradevoli sono il battito del cambio e il rimbombo della carrozzeria. Gli automobilisti abituati al comfort oggi non accettano più questo tipo di rumori. Oltre a separare e a collegare, quindi, oggi è più importante che mai il compito della frizione di isolare in modo efficace le vibrazioni del motore.

Dal punto di vista fisico ciò si risolve facilmente: Il momento di inerzia delle masse del cambio deve essere aumentato senza aumentare la massa da innestare. In tal modo si smorzano le vibrazioni torsionali del motore e si crea il comfort voluto. Oltre a ciò il cambio viene anche scaricato.

Il nome è un programma
Come primo produttore in Europa LuK è riuscita a sviluppare e fornire un volano a doppia massa per la produzione in grande serie con cui realizzare questo principio fisico. Il nome lo dice già: La massa del volano tradizionale è stata divisa. Una parte continua a comporre il momento di inerzia delle masse del motore. L'altra parte aumenta però il momento di inerzia delle masse del cambio. Le due masse disaccoppiate sono collegate tramite una molla/sistema di smorzamento. Un disco frizione senza smorzatore torsionale fra la massa secondaria e il cambio effettua la separazione e il collegamento. Effetto collaterale favorevole: è più facile azionare il cambio grazie alla minore massa da sincronizzare, la sincronizzazione si usura di meno.

Ecco i vantaggi del volano a doppia massa LuK:

Comfort di guida di prima classe
Assorbe le vibrazioni
Ostacola i rumori
Consente una guida confortevole a basso numero di giri
Fa risparmiare carburante
Scarica l'albero motore e il cambio

Il volano a doppia massa LuK è quindi la soluzione ideale.
Con una limitazione: L'esaltazione della risonanza e le punte di coppia ad essa collegate sono tanto più forti quanto più grandi sono le coppie di inerzia delle masse vibranti. All'avvio e all'arresto del motore ciò sarebbe percepibile chiaramente con il volano a doppia massa; molto più chiaramente che con il sistema frizione tradizionale. A ciò si aggiunge: la minore massa vibrante del motore agisce in modo meno stabilizzante sulle variazioni del numero di giri del motore. Grazie alla decennale esperienza nella produzione di frizioni, gli specialisti LuK sono riusciti a risolvere questo problema in modo convincente. Un ulteriore dispositivo di smorzamento impedisce efficacemente il sovraccarico in caso di risonanza. Nel funzionamento normale invece questo dispositivo di smorzamento aggiuntivo non è in funzione, le vibrazioni torsionali del motore vengono filtrate dallo smorzatore elastico.

Attrito e rigidezza - il rapporto deve essere regolato.
Per l'isolamento ottimale delle vibrazioni e il passaggio dolce delle risonanze all'avvio e all'arresto del motore occorre scegliere in modo ottimale il rapporto fra attrito e rigidezza. La lunghezza delle molle è di importanza decisiva: Più una molla è flessibile e meglio isola le vibrazioni. Le molle estremamente lunghe dell'ultima generazione di volani a doppia massa riducono notevolmente l'indice di rigidezza rispetto ai volani a doppia massa di prima generazione. Le esaltazioni di risonanza vengono così in pratica trattenute completamente dal cambio nel funzionamento quotidiano. 

L'anello di spinta forma con il volano e il disco frizione un sistema di attrito ed è fissato al volano tramite l'avvitamento dell'alloggiamento. L'anello di spinta provvede a inoltrare la coppia del motore -tramite il disco frizione- all'albero primario del cambio. Negli anni '70 la frizione con molla a tazza ha progressivamente soppiantato le molle elicoidali nel settore automobilistico.

Frizione con molla a tazza 

I motori a combustione hanno un problema: Essi forniscono una prestazione utile solo in un intervallo di velocità ben determinato - molto diversamente dai motori elettrici o dalle macchine a vapore. Ciò significa: numero di giri, potenza motore trasmissibile e cambio devono essere fatti corrispondere in modo ottimale nelle diverse condizioni di guida - a ciò provvede la frizione. Essa separa o unisce la linea di trasmissione del motore al cambio. Naturalmente ogni automobilista lo sa per esperienza propria. Azionando il pedale della frizione questa linea di trasmissione viene interrotta e si può inserire un'altra marcia. Inoltre la frizione consente di avviare autovetture, autocarri e altri veicoli commerciali senza problemi e scatti.  Compito della frizione Con il progresso della produzione automobilistica i componenti della frizione devono soddisfare oggi molti requisiti che influiscono fortemente sul comfort della vettura. Si tratta ad esempio di avvio dolce, veloce cambio di marcia, smorzamento delle vibrazioni e riduzione dei rumori al minimo. I nostri progettisti hanno affrontato tali questioni. Quindi le moderne frizioni sono caratterizzate da resistenza alla velocità, elevata sicurezza di trasmissione, bassa altezza costruttiva, ridotte forze di disinnesto e lunga durata. I componenti principali di una frizione sono: anello di spinta, volano a disco e disco frizione.

L'anello di spinta forma con il volano e il disco frizione un sistema di attrito ed è fissato al volano tramite l'avvitamento dell'alloggiamento. L'anello di spinta provvede a inoltrare la coppia del motore -tramite il disco frizione- all'albero primario del cambio. Negli anni '70 la frizione con molla a tazza ha progressivamente soppiantato le molle elicoidali nel settore automobilistico. Da allora la forza di pressione per la trasmissione della coppia motore viene esercitata da una molla a tazza fessurata. Il conducente percepisce chiaramente la molla a tazza perché grazie alla ridotta forza di disinnesto deve esercitare solo minime forze sul pedale. A seconda della struttura e del tipo di comando della frizione si distingue tra frizione con molla a tazza tirata o premuta.

La frizione classica LuK con molla a tazza è la frizione premuta. Il mozzo poligonale è avvitato sull'albero a manovella insieme alla puleggia scanalata. Il flusso di carico va dapprima nel volano avvitato passando attraverso l'alloggiamento della frizione. L'anello di spinta è collegato all'alloggiamento della frizione tramite molle a lamina. Le camme dell'anello di spinta sporgono dalle aperture dell'alloggiamento. Su queste camme poggia la molla a tazza collocata esternamente. Essa è fissata all'alloggiamento in modo orientabile tramite perno e anelli metallici. Il cuscinetto di disinnesto è disposto in modo mobile sul mantello esterno cilindrico del mozzo poligonale. La coppia viene trasmessa tramite il disco frizione all'albero primario del cambio. Questo è eseguito come albero cavo e poggia sul codolo dell'albero a manovella tra frizione e motore. 

Piastre di pressione della frizione SAC 1 

Poiché le frizioni nell'utilizzo in vettura sono sottoposte ad usura, LuK, come primo produttore di frizioni, si è occupata molto intensamente di compensazione dell'usura nella frizione, producendola in serie nel 1995. La frizione a recupero di usura SAC attiva tramite un sensore della forza (molla a tazza sensore) una compensazione dell'usura con la rotazione di un anello a rampa. Con questo meccanismo di compensazione è diventato possibile ottenere forze di comando più basse. Con il recupero di usura della frizione è diventato possibile aumentare anche la vita utile della frizione di circa 1,5 volte senza una variazione significativa delle forze di azionamento nel corso della vita utile. Il recupero di usura della frizione SAC - composto dalla molla a tazza sensore (sensore della forza) e dall'anello di recupero in acciaio imbutito - è caratterizzata da un'elevatissima precisione funzionale. Poiché per un comando frizione confortevole, oltre a basse forze di comando è necessario un andamento armonico della forza di comando, sono state create nella frizione SAC delle possibilità di adattamento specifico delle linee caratteristiche alla vettura. Un esempio è costituito dalla molla di compensazione che spesso può produrre le curve caratteristiche più piatte richieste. Un'ulteriore ottimizzazione del sistema si trova nella frizione SAC II di nuovo sviluppo. In essa il sensore della forza si ottiene non con una seconda molla a tazza, bensì tramite lingue sensore ricavate dalla molla a tazza principale e con speciali molle a lamina tangenziali con curva caratteristica decrescente. Potenza "sotto il cofano motore" senza potenza sul pedale della frizione In linea di principio vi è un nesso lineare fra le elevate coppie motore e la forza necessaria per azionare la frizione. Nonostante la maggiore potenza "sotto il cofano", quindi le elevate coppie motore, non ci si aspetta dal conducente un'altrettanto elevata potenza sul pedale della frizione. I concetti innovativi di frizione della LuK offrono una soluzione.

Al centro dell'attuale sviluppo della frizione per autovetture vi è quindi -cosa molto particolare- l'ulteriore riduzione delle forze di comando. La base per soddisfare questa richiesta è quindi lo sviluppo e l'introduzione sul mercato del sistema frizione a recupero di usura SAC (Self Adjusting Clutch) della LuK. Questa frizione SAC nel frattempo si è imposta sul mercato e permette a molti veicoli di elevata motorizzazione di avere forze pedale frizione accettabili senza richiedere complessi e costosi sistemi di supporto. Il sistema mostra anche un notevole potenziale di sviluppo ulteriore per le esigenze future. Si può affermare che ci siamo ulteriormente avvicinati all'obiettivo di "costruire frizioni che non richiedono forze/energie di comando notevoli".

Descrizione della funzionalità della frizione SAC (Self Adjusting Clutch)
Nelle frizioni la forza di comando è fondamentalmente proporzionale alla forza di pressione ovvero alla coppia frizione trasmissibile. Coppie elevate del motore rendono necessaria una forza di comando corrispondente. Nelle tradizionali frizioni per autovetture vi è normalmente un fattore 4 fra la max. forza di comando pedale e la forza di pressione nel contatto di attrito, e in relazione alla vita del componente la forza di comando aumenta ancora di circa il 40%.

Nel sistema frizione a recupero di usura SAC, sfruttando il principio degli "equilibri di forze" e un meccanismo automatico di compensazione dell'usura, il rapporto fra coppia motore trasmissibile e forza max. di comando viene modificato in modo evidente verso forze più basse.
Per sfruttare il principio degli equilibri delle forze si utilizzano, nella frizione a recupero di usura SAC, due forze elastiche già esistenti. Si tratta da una parte del sistema elastico della guarnizione, disposto fra le guarnizioni sul disco frizione, dall'altra della molla a tazza, le cui caratteristiche vengono modificate in modo che predomini un elevato rapporto di forza max-min.

Poiché azionando la frizione tramite le linguette della molla a tazza le due forze agiscono in modo contrapposto, per l'azionamento si deve applicare solo la forza differenziale tra forza della molla a tazza e forza della molla di guarnizione. In rapporto a una linea caratteristica della molla a tazza fortemente decrescente (elevato rapporto di forza max-min) e a una corrispondente linea caratteristica della molla di guarnizione si possono ottenere solo ridotte forze di comando nel "Punto operativo nuovo". Se però cambia il punto operativo della frizione, ad esempio verso sinistra in direzione del massimo della molla a tazza, la forza di comando aumenta massicciamente. In realtà essa deriva dall'usura del rivestimento della frizione, che subentra come conseguenza del lavoro di attrito all'avvio e al cambio marcia della vettura. Per questo motivo si è dovuto sviluppare un meccanismo di compensazione dell'usura. Con condizioni molto aspre nella campana frizione si è affermato il sistema con sensore della forza tramite una seconda molla a tazza (molla a tazza sensore) e un anello di regolazione in acciaio fra molla a tazza e alloggiamento frizione. L'anello di regolazione forma da una parte il punto di appoggio per la molla a tazza, dall'altra esso si appoggia tramite rampe sull'alloggiamento frizione. L'anello di regolazione viene caricato in direzione periferica tramite 2-3 piccole molle di pressione con reazione elastica. La molla a tazza sensore funge da sensore meccanico per il riconoscimento dell'usura e viene regolata in modo tale che, con l'aumento delle forze di comando dovuto dell'usura, durante l'azionamento la molla a tazza si sposta in direzione del motore. In tal modo l'anello di regolazione si libera del carico e può ruotare relativamente al coperchio frizione. Con questo processo la molla a tazza viene ricondotta all'usura del rivestimento sul disco frizione e il punto operativo della frizione rimane costante. Come ulteriore vantaggio la zona di usura della frizione e quindi la durata può essere aumentata fino al 50%.

Piastre di pressione della frizione SAC 2

Nelle frizioni la forza di comando è fondamentalmente proporzionale alla forza di pressione ovvero alla coppia frizione trasmissibile. Coppie elevate del motore rendono necessaria una forza di comando altrettato elevata. Nelle tradizionali frizioni per autovetture vi è normalmente un fattore 4 fra la max. forza di comando pedale e la forza di pressione nel contatto di attrito, e nel corso della vita utile la forza di comando aumenta ancora di circa il 40%.

Nel sistema frizione a recupero di usura SAC, sfruttando il principio degli "equilibri di forze" e un meccanismo automatico di compensazione dell'usura, il rapporto fra coppia motore trasmissibile e forza max. di comando viene modificato in modo evidente verso forze più basse. Per sfruttare il principio degli equilibri delle forze si utilizzano nella frizione a recupero di usura SAC due forze elastiche già esistenti. Si tratta da una parte del sistema elastico della guarnizione, disposto fra le guarnizioni sul disco frizione, dall'altra della molla a tazza, le cui curve caratteristiche vengono modificate in modo che predomini un elevato rapporto di forza max-min.


Una misura per l'ulteriore riduzione delle forze di comando ovvero l'ottimizzazione dell'andamento della forza di comando è lo sviluppo del concetto leggermente modificato di SAC II. In questo tipo di frizione il sensore della forza è modificato riguardo alla curva caratteristica in modo che la frizione presenti una sensibilità di regolazione più bassa con grandi corse di comando. Ciò si ottiene tramite molle a lamina con curva caratteristica decrescente e con una molla sensore con curva caratteristica lineare, che agisce fuori dal centro di rotazione della molla a tazza principale. In molti casi questa molla a tazza sensore può essere ricavata anche direttamente dalla molla a tazza in forma di lingue sensore. In tal modo sparisce completamente la molla a tazza sensore. Con questa SAC II la forza di comando può essere ridotta fino al 15% con la stessa coppia trasmissibile. In alternativa si può lasciare il massimo della forza di azionamento al livello originario e utilizzare il potenziale creato per l'ottimizzazione dell'andamento della curva caratteristica. 

Smorzatori

LuK vanta un ampio know-how nel settore degli smorzatori nella linea di trasmissione. Ciò ha determinanto sviluppi all'avanguardia come il volano a doppia massa per autovetture e veicoli commerciali fino a 7,5 ton. oppure smorzatori torsionali integrati nei dischi frizione per i trattori. Gli smorzatori LuK trovano impiego in quasi un trattore su due costruiti in tutto il mondo. Nel frattempo, con lo smorzatore con molle ad arco è stata portata alla produzione di serie una nuova generazione di smorzatori. Questo tipo di smorzatore consente un disaccoppiamento pressoché completo delle vibrazioni del motore dal resto della linea di trasmissione.

La vasta conoscenza nel campo dello smorzamento delle vibrazioni ha fatto sì che dal 2003 LuK abbia nel proprio programma di fornitura anche gli smorzatori per il settore dei motori: quindi l'azienda offre smorzatori integrati nell'albero a gomiti e smorzatori per l'albero di compensazione.

Per quanto riguarda il comfort di guida il sistema complessivo della frizione e del comando viene valutato dal conducente secondo i criteri di un distacco perfetto, di una caratteristica forza-corsa pedale con facilità di comando, di processi di comando privi di vibrazioni e di un gradevole comportamento di modulazione nelle operazioni di avvio e innesto. Il sistema complessivo dal pedale alla frizione deve funzionare in tutte le condizioni di esercizio e garantire un'interazione ottimale con gli altri componenti della vettura.

Considerare l'intera catena delle funzioni comporta un adattamento reciproco adeguato delle funzioni parziali del sistema frizione. Azionando il pedale frizione il conducente percepisce soggettivamente la reazione del sistema frizione. Per realizzare i requisiti del pedale frizione i componenti del sistema frizione devono essere regolati riguardo all'attrito, alla rigidezza e al rapporto di trasmissione. La gamma dei prodotti LuK nel settore dei sistemi di disinnesto comprende l'attuatore e la pompa frizione, l'attuatore concentrico, le tecnologie di conduzione nonché l'unità antivibrazione e il limitatore di coppia. 
Sistemi di disinnesto LuK - I vantaggi:

Elevata competenza per la vettura completa
Progettazione in considerazione del sistema complessivo di frizione e comando
Ottimizzazione delle vibrazioni, della rumorosità e dell'attrito
Soluzioni innovative in plastica

Tecnologie di conduzione
LuK effettua su richiesta sia la regolazione dello spostamento dei cavi frizione sia la fornitura dei componenti. Oltre ai cavi in acciaio/gomma e in plastica già in serie, si sviluppano altre tecnologie di conduzione in collaborazione con partner competenti.

Con uno strumento di sviluppo efficace si analizzano i problemi dinamici e con l'aiuto di modelli di simulazione adeguati si elaborano azioni correttive. Il risultato di questo sviluppo è la cosiddetta "unità antivibrazione", una valvola di pressione differenziale con cui in particolare si possono smorzare le vibrazioni a bassa frequenza senza ulteriori perdite di corsa, e si impediscono quindi sgradevoli vibrazioni al pedale.

Attuatore frizione

Per gli attuatori esterni è stato effettuato uno sviluppo confrontabile a quello delle pompe frizione in plastica. L'integrazione di funzioni aggiuntive è realizzabile in modo analogo agli attuatori concentrici. Pompa frizione LuK fornisce pompe frizione del tipo completamente in plastica con diverse sezioni trasversali e diverse geometrie di chiusura (baionetta, flangia). Grazie alla combinazione scelta per i materiali del pistone e della tenuta e per i grassi utilizzati, in questi componenti non si creano rumori fastidiosi durante il processo di comando.

Cuscinetti disinnesto frizione

a frizione trasmette la forza, il cuscinetto disinnesto frizione si occupa del funzionamento. Il cuscinetto disinnesto frizione rappresenta l'elemento di unione tra piastra di pressione rotante sul lato del motore e il meccanismo di disinnesto fisso sul lato del cambio. Per trasmettere le forze di disinnesto alla piastra di pressione si utilizzano i cuscinetti a sfere reggispinta. I cuscinetti disinnesto frizione moderni vengono guidati su una boccola flangiata sul cambio. Il manicotto di guida di un cuscinetto disinnesto frizione è spostabile radialmente per garantire, allo stato di montaggio, un centraggio ottimale rispetto alle molle a disco del meccanismo frizione. Ciò riduce l'usura nella zona delle linguette delle molle a disco.

Un'auto nuova con frizione su due è dotata di attuatore concentrico. Esso contiene l'attuatore frizione e il cuscinetto disinnesto frizione classico in un solo componente.
Il cuscinetto disinnesto frizione o l'attuatore concentrico devono essere sostituiti ad ogni riparazione della frizione.

I vantaggi dei cuscinetti disinnesto frizione LuK

• Lunga durata
• Esenti da manutenzione grazie alla lubrificazione a vita

I vantaggi degli attuatori concentrici LuK

• Elevata sicurezza di montaggio e di funzionalità e lunga durata
• Costruzione compatta
• Regolazione automatica con compensazione dell'usura della frizione
• Alto rendimento - attrito interno ridotto
• Ridotte forze sul pedale e minima usura
• Riduzione del peso
• Riduzione dei fattori di influsso di errore
• Nessuna forza di trazione da carico idraulico su viti di fissaggio

LuK RepSet® / LuK RepSet® Pro

La sostituzione della frizione rappresenta una delle operazioni standard svolte in un'autofficina. Schaeffler Automotive Aftermarket offre un LuK RepSet® oppure un LuK RepSet® Pro specifico per ogni modello per le riparazioni di tutti i modelli di autovetture, veicoli commerciali o trattori. Una riparazione accurata di una frizione usurata deve prendere in esame anche il disco frizione, la piastra di pressione e il cuscinetto disinnesto frizione. Questi componenti sono compresi nel LuK RepSet® e garantiscono un funzionamento sicuro.

Il LuK RepSet® Pro comprende anche l'attuatore concentrico che, in un'autovettura su due, unisce in un solo componente l'attuatore e il cuscinetto disinnesto frizione. L'attuatore concentrico deve essere sostituito ogni volta che si sostituisce la frizione per evitare un difetto successivo e la conseguente doppia sosta in officina per il cliente.

Il LuK RepSet® e il LuK RepSet® Pro consentono di sostituire la frizione in modo semplice e professionale. Durante la riparazione è indispensabile controllare anche gli elementi adiacenti alla frizione , per i quali offriamo i prodotti idonei.