A cuscinetto di rilascio della frizione - chiamato anche cuscinetto lanciabile - si guasta principalmente a causa dell'attrito di contatto prolungato, della lubrificazione inadeguata, della contaminazione da olio o polvere della frizione e dello stress meccanico cumulativo di ripetuti cicli di innesto e disinnesto. Nella maggior parte dei veicoli passeggeri, il cuscinetto di rilascio della frizione è progettato per durare nel tempo 80.000 e 150.000 miglia , ma le abitudini di guida nel mondo reale, le perdite di liquidi e le pratiche di installazione inadeguate possono ridurre drasticamente la durata della vita, a volte fino a meno di 40.000 miglia.
Il cuscinetto stesso si trova tra la forcella della frizione (o l'attuatore idraulico) e le dita della molla a diaframma dello spingidisco. Ogni volta che il conducente preme il pedale della frizione, il cuscinetto di rilascio scivola in avanti sul manicotto dell'albero di ingresso della trasmissione e preme contro le dita della piastra di pressione rotante. Questo contatto ripetuto, anche per una frazione di secondo ogni volta, comporta un'enorme usura durante la vita del cuscinetto. Quando una qualsiasi delle numerose condizioni degrada la capacità del cuscinetto di sopportare quel carico, ne consegue il cedimento.
Comprendere esattamente le cause di tale degrado non è solo accademico. Informa direttamente su come scegliere un sostituto cuscinetto di rilascio , come installarlo correttamente e quali abitudini di guida modificare per evitare che lo stesso guasto si ripeta.
Questa è la causa più comune di usura prematura nei veicoli con collegamenti della frizione a cavo o meccanici. I conducenti che appoggiano leggermente il piede sinistro sul pedale della frizione - un'abitudine talvolta chiamata "guidare la frizione" - mantengono il cuscinetto di lancio in costante e parziale contatto con le dita rotanti della molla a diaframma. Anche qualche chilo di pressione sul pedale è sufficiente per spingere il cuscinetto nella molla rotante, generando calore e attrito che distruggono il grasso, la gabbia e le superfici delle piste del cuscinetto.
Nei sistemi ad azionamento idraulico (dove il cuscinetto è a cuscinetto concentrico del cilindro slave o CSC), questo problema è in qualche modo mitigato dalla progettazione, ma anche i sistemi idraulici possono avere una piccola quantità di pressione residua se le guarnizioni della pompa freno sono deboli e mantengono un leggero contatto.
Studi sull’usura dei componenti della frizione hanno dimostrato che un conducente che appoggia abitualmente il piede sul pedale della frizione può ridurre la durata dei cuscinetti 30-50% rispetto ad un pilota con tecnica di pedalata pulita.
Il cuscinetto di rilascio della frizione è un'unità sigillata e pre-ingrassata praticamente in tutte le applicazioni moderne. Il grasso all'interno è in genere un grasso al litio complesso o a base di poliurea classificato per il funzionamento ad alta temperatura: l'ambiente della frizione raggiunge regolarmente temperature comprese tra 150°C e 250°C (300–480°F) durante la guida normale. In condizioni severe, come ripetute partenze in salita, traini pesanti o utilizzo su pista, le temperature possono raggiungere picchi ben superiori a 300°C.
A quelle temperature estreme, il grasso si decompone chimicamente. L'olio base si separa dall'addensante, la viscosità diminuisce e il film lubrificante tra gli elementi volventi e le piste diventa insufficiente. Inizia il contatto metallo-metallo. Una volta che ciò accade, il cuscinetto genera il proprio calore attraverso l’attrito, accelerando il degrado in un ciclo autorinforzante. Il cuscinetto si grippa o si scheggia in un tempo relativamente breve dopo la rottura iniziale del grasso.
Nella maggior parte dei casi, il grasso applicato esternamente rappresenta in realtà un pericolo piuttosto che un vantaggio. Se un tecnico applica grasso al manicotto dell'albero di ingresso dove scorre il cuscinetto, il grasso in eccesso migra nel disco della frizione, contaminando il materiale di attrito e provocando lo slittamento della frizione. L'approccio corretto è applicare a pellicola molto sottile di grasso per alte temperature solo alla superficie di scorrimento, non alla superficie del cuscinetto o all'area del disco di attrito.
L'alloggiamento della frizione è un ambiente sigillato, ma due fonti principali di perdite d'olio possono introdurre contaminazione: la guarnizione principale posteriore (lato motore) e la guarnizione dell'albero di ingresso della trasmissione (lato cambio). Entrambe le guarnizioni sono rivolte verso il disco della frizione e il cuscinetto di rilascio. Quando una delle guarnizioni perde olio, anche una piccola quantità, l'olio migra attraverso il volano, il disco della frizione, lo spingidisco e infine raggiunge il cuscinetto di rilascio.
La contaminazione dell'olio danneggia il cuscinetto reggispinta in due modi. Innanzitutto, l'olio agisce come solvente, eliminando il grasso dal cuscinetto sigillato. In secondo luogo, l'olio saturo di sottoprodotti della combustione o di additivi per olio per ingranaggi reagisce chimicamente con il grasso e i componenti in acciaio del cuscinetto, provocando fenomeni di vaiolatura sulle piste. Le piste bucherellate generano il caratteristico rumore rimbombante o ringhiante che i meccanici associano a una pista usurata cuscinetto di espulsione .
Il principio di riparazione fondamentale qui: se si sostituisce un cuscinetto di rilascio della frizione su un veicolo con una perdita d'olio nota, il nuovo cuscinetto si guasterà prematuramente a meno che la fonte della perdita non venga prima riparata. Molti guasti ripetuti riconducibili a cuscinetti "difettosi" sono in realtà il risultato di una guarnizione principale posteriore non fissata.
Un cuscinetto di rilascio deve essere perfettamente parallelo alle dita della molla a diaframma dello spingidisco. Qualsiasi disallineamento angolare, anche minimo 0,5–1,0 mm di contatto decentrato: crea una distribuzione non uniforme del carico sugli elementi volventi del cuscinetto. Alcune sfere o rulli trasportano una quota sproporzionata del carico, provocando affaticamento localizzato, scheggiature ed eventualmente collasso del cuscinetto.
Il disallineamento ha diverse cause principali:
Gli installatori professionisti della frizione controllano sempre l'eccentricità della campana con un comparatore prima di installare un nuovo kit frizione. Il runout dell'alloggiamento della campana dovrebbe in genere essere entro 0,005 pollici (0,127 mm) di vero. Se supera tale valore, la fonte del disallineamento deve essere corretta prima di installare i nuovi componenti.
La guida ad alte prestazioni, l'uso in pista e i frequenti lanci violenti impongono carichi d'urto sul cuscinetto di rilascio della frizione che superano di gran lunga quelli per cui il componente è stato progettato nell'uso stradale standard. Ogni evento di lancio intenso invia un forte picco di forza attraverso il cuscinetto quando la frizione si innesta. Nel corso del tempo, questi carichi d'urto causano un affaticamento del sottosuolo delle piste del cuscinetto, una modalità di guasto nota come scheggiatura, in cui scaglie di acciaio temprato si liberano dalla superficie della pista.
I veicoli guidati su strade accidentate, in particolare camion e SUV che operano fuoristrada, possono sperimentare ulteriori vibrazioni che risuonano attraverso la trasmissione e nel gruppo frizione. Sebbene il cuscinetto sia in qualche modo protetto dalle molle torsionali del disco della frizione, le vibrazioni sostenute affaticano gradualmente la gabbia del cuscinetto, in particolare nei modelli più vecchi che utilizzano gabbie in acciaio stampato anziché gabbie lavorate o in polimero.
Per le applicazioni prestazionali, l'aggiornamento a a cuscinetto di rilascio per carichi pesanti con gabbia in acciaio forgiato o lavorato, elementi sferici più grandi e grasso per temperature più elevate è una necessità pratica piuttosto che un aggiornamento opzionale.
Nei veicoli soggetti a notevoli sbalzi di temperatura stagionali, l'umidità può condensare all'interno dell'alloggiamento della frizione durante la stagione fredda. L'umidità attacca la superficie esterna del cuscinetto reggispinta e, col tempo, penetra nelle guarnizioni del cuscinetto, mescolandosi con il grasso interno e provocando l'ossidazione delle piste di rotolamento in acciaio. La vaiolatura per corrosione accelera notevolmente la fatica degli elementi volventi: un cuscinetto con vaiolature anche minime sulle piste ha una durata utile che può essere 60-70% più corto di un equivalente non snocciolato.
I veicoli parcheggiati per periodi prolungati (veicoli stagionali, classici, project car) sono particolarmente vulnerabili. Dopo un lungo periodo di stoccaggio senza funzionamento, il grasso nel cuscinetto può solidificarsi o separarsi, lasciando le piste non protette quando il veicolo ritorna in servizio. In questi casi, la sostituzione automatica del cuscinetto di rilascio della frizione durante qualsiasi servizio di ricondizionamento per un lungo periodo di rimessaggio costituisce una valida manutenzione preventiva piuttosto che un costo inutile.
Rilevare tempestivamente il guasto del cuscinetto di rilascio può impedire che il danno si propaghi allo spingidisco e al disco della frizione, componenti la cui sostituzione costa sostanzialmente di più. I sintomi seguono una progressione abbastanza prevedibile:
| Palcoscenico | Sintomo | Quando si verifica | Urgenza |
|---|---|---|---|
| Presto | Debole cinguettio o stridio | Solo quando il pedale è premuto | Monitorare; pianificare la sostituzione |
| Moderato | Macinazione o rimbombo persistente | Per tutta la corsa del pedale | Sostituiscilo presto |
| Avanzato | Vibrazione avvertita attraverso il pedale | Durante il fidanzamento e il disimpegno | Sostituire immediatamente |
| Critico | Il pedale della frizione va a fondo / nessun disinnesto | Fallimento completo; il cuscinetto si è grippato o si è disintegrato | Veicolo impraticabile |
Una distinzione diagnostica fondamentale: il rumore che si verifica solo quando si preme il pedale della frizione e scompare quando il pedale viene rilasciato indica quasi sempre il cuscinetto di espulsione . Il rumore che si verifica quando il pedale viene rilasciato e scompare quando viene premuto indica tipicamente un cuscinetto pilota usurato. Ottenere questa distinzione giusta evita diagnosi errate e un'inutile sostituzione completa della frizione.
Alcuni conducenti notano anche lo spostamento del punto di innesto della frizione, in genere spostandosi più in alto nella corsa del pedale man mano che il cuscinetto si usura. Ciò accade perché il cuscinetto usurato non spinge più le dita della molla a diaframma nel punto di rilascio previsto, richiedendo una corsa extra del pedale per disinnestare completamente la frizione.
Non tutti i cuscinetti reggispinta sono costruiti allo stesso modo e design diversi presentano modalità di guasto distinte che vale la pena comprendere quando si seleziona una sostituzione.
Il tipo più comune nelle autovetture. Utilizza una singola fila di sfere con disposizione a contatto angolare, in grado di gestire carichi sia radiali che assiali (di spinta). La capacità di carico assiale è particolarmente importante perché il rilascio della frizione genera un carico di spinta significativo quando il cuscinetto spinge contro la molla a diaframma. I cuscinetti a contatto angolare standard si deteriorano principalmente a causa della rottura del grasso, dell'vaiolatura delle piste e dell'affaticamento della gabbia.
Presente in molti veicoli moderni con azionamento idraulico della frizione, il cilindro ricevitore concentrico integra il cuscinetto di rilascio direttamente in un gruppo pistone idraulico montato sull'alloggiamento dell'albero di ingresso della trasmissione. Il cuscinetto è sempre in contatto con la molla a diaframma, mantenuta dalla pressione idraulica anziché da una forcella meccanica. Questo design riduce i carichi d'urto derivanti dall'innesto della forcella ma introduce una modalità di guasto unica: guasto della tenuta idraulica all'interno del CSC stesso, provocando perdite di fluido che contaminano il cuscinetto e il disco della frizione. Poiché nella maggior parte dei progetti il cuscinetto CSC non può essere sostituito separatamente, è necessario sostituire l'intero gruppo, al costo tipico di $80–$200 solo per la parte , molto più di un cuscinetto reggispinta convenzionale.
Utilizzato in applicazioni in cui è previsto un leggero disallineamento o è difficile eliminarlo completamente: comune nei camion commerciali, nelle attrezzature pesanti e in alcuni macchinari agricoli. Il cuscinetto ha un supporto flottante che gli consente di autoallinearsi al centro della molla a diaframma. Questo design è notevolmente più tollerante nei confronti di piccoli disallineamenti, ma fallisce comunque a causa di contaminazione e degrado del grasso, spesso a chilometraggi complessivi più elevati rispetto ai cuscinetti standard perché l'azione autocentrante previene il sovraccarico localizzato causato dal disallineamento nei design a supporto fisso.
I veicoli più vecchi a volte utilizzavano un cuscinetto con faccia di contatto in carbonio anziché un cuscinetto con elementi volventi. La faccia in grafite di carbonio premeva direttamente contro le dita rotanti della molla a diaframma e si usurava gradualmente nel tempo. Questi cuscinetti si guastano a causa della semplice usura meccanica della faccia in carbonio (che solitamente genera una sottile polvere nera all'interno della campana) e a causa della rottura del carbonio dovuta allo shock termico. I cuscinetti frontali in carbonio si vedono raramente nei veicoli di nuova produzione, ma rimangono comuni nelle applicazioni per auto d'epoca e classiche.
Continuare a guidare con un cuscinetto di rilascio della frizione usurato non è solo un fastidio acustico, ma crea una cascata di danni secondari che aumentano significativamente i costi di riparazione. La sequenza degli eventi è prevedibile:
La differenza di costo tra la sostituzione del solo cuscinetto di rilascio (tipicamente $ 150–$ 400 di manodopera più $ 20–$ 80 per il cuscinetto ) e sostituzione del kit frizione completo compreso il rivestimento del volano (tipicamente $ 800– $ 1.800 in totale ) illustra perché la diagnosi precoce e la tempestiva sostituzione sono economicamente valide. Il costo della manodopera per accedere alla frizione è lo stesso in entrambi gli scenari (la trasmissione deve essere smontata), quindi l'unica variabile è il costo dei componenti.
La prevenzione è semplice una volta comprese le cause profonde. Le seguenti pratiche si applicano sia per prolungare la durata di un cuscinetto originale che per proteggere un cuscinetto sostitutivo appena installato:
Quando non si cambia marcia attivamente, tenere il piede sinistro sul pedale morto (il pavimento si trova a sinistra della frizione) anziché sul pedale della frizione. Questo è il singolo cambiamento comportamentale di maggiore impatto per estendere la durata dei cuscinetti reggispinta. I conducenti che passano dai veicoli con cambio automatico a quelli con cambio manuale spesso sviluppano l'abitudine di appoggiare il piede perché il piede sinistro non ha nulla da fare: interrompere questa abitudine dovrebbe essere la prima priorità.
Ispezionare sempre la tenuta principale posteriore e la tenuta dell'albero di ingresso della trasmissione prima o durante il lavoro sulla frizione. Entrambe le guarnizioni sono accessibili con la trasmissione rimossa (lo stesso passaggio richiesto per raggiungere il cuscinetto di rilascio), quindi la sostituzione simultanea delle guarnizioni usurate comporta un costo aggiuntivo minimo, proteggendo al tempo stesso il nuovo cuscinetto dalla contaminazione.
Poiché il costo della manodopera per accedere alla frizione è fisso, raramente è saggio sostituire solo il cuscinetto di rilascio lasciando al loro posto il disco della frizione e lo spingidisco vecchi. Un disco della frizione che si è usurato fino a pochi millimetri dal limite di usura dovrà essere sostituito entro altre 20.000-30.000 miglia, richiedendo lo stesso costoso smontaggio. La maggior parte dei meccanici professionisti e dei manuali di servizio OEM consigliano di sostituire il disco della frizione, lo spingidisco, il cuscinetto di rilascio e il cuscinetto pilota come un set completo per massimizzare l'intervallo tra gli interventi di manutenzione della frizione.
Uno strumento di allineamento del disco della frizione - un albero di ingresso fittizio in plastica o metallo che si inserisce nel mozzo del disco della frizione e nel cuscinetto pilota - è uno strumento economico (in genere meno di $ 15) che garantisce che il disco sia perfettamente centrato prima che lo spingidisco venga serrato. Saltare questo passaggio è uno degli errori di installazione più comuni che porta al cedimento prematuro del cuscinetto di rilascio dovuto al disallineamento.
Applicare uno strato sottile e uniforme di grasso per cuscinetti ad alta temperatura al manicotto dell'albero ingresso cambio dove scorre il cuscinetto reggispinta. La pellicola dovrebbe essere così sottile da essere quasi invisibile: un errore comune è applicare troppo grasso, che poi fuoriesce e contamina il disco della frizione. Non applicare mai grasso sulla superficie di contatto del cuscinetto o sulle dita della molla a diaframma.
Se il veicolo ha una storia di guasti prematuri ai componenti della frizione, in particolare se si tratta di una sostituzione del secondo o terzo cuscinetto di rilascio, controllare l'eccentricità del foro della campana con un comparatore è un passaggio diagnostico utile. Runout superiore alle specifiche del produttore (comunemente Da 0,005 a 0,010 pollici ) indica una campana piegata o danneggiata che deve essere riparata per evitare che si ripeta.
Il mercato dei cuscinetti di rilascio della frizione sostitutivi spazia da parti di livello economico provenienti da impianti di produzione a basso costo a cuscinetti equivalenti a quelli OEM e di livello prestazionale con una qualità costruttiva significativamente più elevata. Le differenze sono significative:
| Grado | Costruzione | Durata prevista (guida normale) | Fascia di prezzo tipica |
|---|---|---|---|
| Economia | Gabbia in acciaio stampato, grasso basico | 40.000–70.000 miglia | $ 10-$ 25 |
| Equivalente OEM | Gabbia lavorata o polimerica, grasso per alte temperature | 80.000-120.000 miglia | $ 25– $ 65 |
| Prestazioni/Impiego pesante | Gabbia in acciaio forgiato, sfere più grandi, grasso per temperature estreme | 100.000 miglia in condizioni normali; classificato per l'uso in pista | $ 60– $ 150 |
Per gli autisti quotidiani standard in condizioni di utilizzo normale, un cuscinetto equivalente all'OEM di un fornitore affidabile (SKF, FAG, LUK, Sachs, NSK, JTEKT) è la scelta pratica. La differenza di prezzo tra un cuscinetto economico da 15 dollari e un cuscinetto equivalente a 45 dollari OEM è trascurabile rispetto al costo di manodopera da 400 a 800 dollari per accedere alla frizione, quindi utilizzare la parte di qualità superiore ha chiaramente senso economico.
Per veicoli ad alte prestazioni, applicazioni di traino o qualsiasi veicolo in cui le temperature della frizione sono regolarmente elevate, specificando a cuscinetto di rilascio per carichi pesanti classificato per carichi termici e meccanici più elevati è un investimento utile. Diversi produttori di frizioni speciali offrono kit completi che abbinano uno spingidisco e un disco frizione ad un cuscinetto di lancio per carichi pesanti abbinato, il che garantisce che tutti i componenti siano progettati per funzionare insieme allo stesso livello di prestazioni.
Raramente direttamente, ma sì: in scenari di guasto catastrofico in cui i frammenti dei cuscinetti si disperdono all'interno della campana, i detriti possono rigare l'albero di ingresso della trasmissione o danneggiare il fermo del cuscinetto anteriore. Nella maggior parte dei casi il danno è limitato ai componenti stessi della frizione (disco, spingidisco, volano). Tuttavia, l'utilizzo di un veicolo con un cuscinetto di rilascio difettoso aumenta il rischio di danni crescenti, quindi la sostituzione tempestiva è sempre la soluzione più sicura.
Tecnicamente sì, ma nella pratica dipende dalla durata residua del disco frizione. Se sul disco della frizione è ancora presente una notevole quantità di materiale di attrito e lo spingidisco non mostra segni di usura, è difendibile la sostituzione solo del cuscinetto di rilascio. Nella maggior parte dei casi reali, tuttavia, il disco della frizione e lo spingidisco avranno accumulato un'usura significativa nel momento in cui il cuscinetto si guasta, rendendo la sostituzione di un kit completo la scelta economicamente più saggia dato il costo fisso della manodopera.
In un sistema di collegamento a cavo o meccanico, il cuscinetto di rilascio è in contatto con la molla a diaframma solo quando il pedale viene premuto, quindi il rumore in genere si verifica solo quando il pedale viene premuto. Nei sistemi idraulici con cilindro ricevitore concentrico, il cuscinetto è in costante contatto leggero, quindi il rumore può essere sempre presente. In ogni caso, il rumore cambia carattere – in genere diventando più forte o più stridente – quando il carico sul pedale aumenta.
Il cuscinetto stesso costa $ 20– $ 150 a seconda del veicolo e della qualità del cuscinetto. Il lavoro in genere funziona $ 400– $ 800 nei negozi indipendenti e un po' di più presso i concessionari, perché la trasmissione deve essere rimossa. Costo totale per la sostituzione del solo cuscinetto: circa $ 450-$ 950. Un kit frizione completo comprendente disco, spingidisco, cuscinetto di rilascio e cuscinetto pilota aggiunge $ 150- $ 400 in parti, portando il totale a circa $ 600- $ 1.400 per un lavoro completo sulla frizione sulla maggior parte dei veicoli passeggeri.
No. I moderni cuscinetti reggispinta sono unità sigillate e pre-ingrassate che non possono essere riparate. Una volta che il grasso interno si è degradato e le piste hanno iniziato a bucarsi o a corrodersi, il cuscinetto deve essere sostituito. Anche se un cuscinetto sembra ruotare liberamente a mano, i danni interni alle superfici delle piste causeranno guasti sotto i carichi più elevati del normale funzionamento. Lubrificare nuovamente la parte esterna dell'alloggiamento del cuscinetto non aiuta e può introdurre contaminazione.
"Cuscinetto reggispinta" e "cuscinetto reggispinta" si riferiscono esattamente allo stesso componente. "Cuscinetto buttabile" è il termine colloquiale inglese americano ampiamente utilizzato nei negozi e tra i meccanici fai-da-te. "Cuscinetto di rilascio della frizione" è la designazione tecnica più formale e il termine utilizzato nella maggior parte dei manuali di servizio OEM e nei cataloghi dei ricambi. Entrambi i termini descrivono il gruppo cuscinetto che aziona la molla a diaframma dello spingidisco quando viene premuto il pedale della frizione.