28

Mod

y Tec

hnik

3/2

004

Wielobiegowa piasta planetarna

tekst: Marek Utkinrysunki: Tomasz Paleczny

Jak to dziaa?

PP rzekadnie planetarne mona napotka w wieluurzdzeniach technicznych, gdzie wymagana jestredukcja obrotw lub ich przyspieszenie w moliwie niewielkiej objtoci. Znajduj si one we wkrtarkach (wkrtakach z napdem), szlifierkach prostych(tu przyspieszaj obroty, aby kamie szlifierski krcisi moliwie szybko), wycigarkach samochodowych,maszynach ziemnych i wielu innych. Najpopularniejszes jednak piasty wielobiegowe stosowane w rowerach.Umoliwiaj one (tak, jak skrzynia biegw w samochodzie) napdzanie z najkorzystniejsz prdkoci w przypadku czowieka pod wzgldem fizjologii, jaki uzyskiwanego momentu obrotowego.

Piasty planetarne, cho mniej popularne od przerzutek zewntrznych, s niezawodnymi i odpornymina czynniki zewntrzne systemami zmiany biegw.

Piasta stanowi po prostu miniaturow skrzynibiegw, ktra moe by maa dziki temu, e siy wystpujc na osiach k zbatych sonecznego (zamocowanego na osi) oraz planet (inaczej: satelitw),dziki symetrii znosz si wzajemnie, co eliminuje konieczno tworzenia rozbudowanej i sztywnej konstrukcji nonej. Poza tym siy rozkadaj si na trzy lubcztery satelity, ktre mog by mniejsze ni pojedyncze koo zbate speniajce podobn rol.

W piacie planetarnej (w jednym komplecie satelitw) tak naprawd wystpuj dwa przeoenia przyspieszajce, gdy napdza si kosz satelitw, a koo roweru obraca si wraz z koem obiegowym, czyli wiecem zbatym o wewntrznym uzbieniu; oraz spowalniajce, gdy napdza si rzeczony piercie obiegowy,a koo roweru obraca si wraz z koszemsatelitw. Bieg trzeci jest w zasadzie dodatkiem i jest to bieg bezporedni, czylinapd na koo jest przekazywany bez porednictwa przekadni zbatej w piacie.Jeli koo soneczne ma tyle samo zbwco satelity, a piercie obiegowy ma ichtrzykrotnie wicej, bieg szybszy bdziewynosi 4/3 biegu bezporedniego,a wolniejszy 3/4.

Piasty o liczbie biegw wikszej nitrzy (istniej modele nawet o 14 przeoeniach) s wyposaone zazwyczaj wdrugi (a nawet trzeci) komplet k so

necznych, satelitw i obiegowych, ktre zasprzglajsi kolejno, zazwyczaj w wyniku przesuwania po osipiasty, zasada dziaania jednak pozostaje podobna.

Analizujc klasyczn piast trzybiegow (SturmeyArcher), mona przeledzi, jak odbywa si zmiana biegw i przenoszony jest napd. Na rysunku kolorem czerwonym oznaczono elementy napdzajce,tym napdzane, szarym niebiorce na danymbiegu udziau w przekazywaniu napdu.

acuch napdza zbatk (1), osadzon na zabieraku (2). Zabierak (2) napdza krzyak (3), ktryzasprzgla poszczeglne biegi. Jest to moliwe dzikiprzesuwaniu krzyaka, ktry poczony jest z iglic(13) i acuszkiem (14), poczonym z link prowadzc do manetki zmiany biegw. Za powrt krzyakado pozycji spoczynkowej odpowiada spryna.

BBiieegg 11: Gdy manetka jest na pierwszym biegu,linka jest najmocniej naprona i krzyak jest wycignity do skrajnej prawej pozycji, najbliej zbatki napdowej. Wtedy to dwa z ramion krzyaka wpychajwyduone kocwki zapadek (pieskw, 4) poczonych z obiegowym (piercieniowym) koem zbatym (5), powodujc ich rozsprzglenie.

Pozostae dwa ramiona krzyaka zazbiaj si zwypustkami wewntrz konstrukcji poczonej z koemobiegowym. Dziki temu napdzane jest koo obiegowe, ktre z kolei napdza satelity (6), toczc si ponieruchomym kole sonecznym. Poruszaj si one

WOLNIEJ ni napdzajca zbatka wraz z koem obiegowym, a sia napdowa z kosza satelitw (8) przenoszona jest za pomoc dwch zapadek (9) na bieni zapadkow po lewej stronie korpusu piasty (10).

BBiieegg 22: Linka jest nieco mniej naprona ni nabiegu 1 i krzyak znajduje si mniej wicej w poowie swego zakresu ruchu. Wtedy to wszystkie czteryramiona krzyaka zazbiaj si z wypustkami wewntrz konstrukcji poczonej z koem obiegowym. Zapadki (4) nie s wcinite i normalnie zasprzglaj siz bieni po prawej stronie korpusu piasty (11), a poniewa kosz satelitw krci si wolniej ni korpus piasty, zapadki kosza satelitw (9) nie zasprzglaj si,tylko lizgaj swobodnie po swojej bieni.

BBiieegg 33: Gdy manetka jest na biegu trzecim, linkajest niemal nienaprona, a krzyak przesuwa siw skrajne lewe pooenie tak, e spoczywa na powierzchni czoowej kosza satelitw i zazbia z osiamisatelitw (12). Wtedy to sia napdowa jest przekazywana bezporednio na satelity, ktre wprawiajw ruch koo obiegowe. W ten sposb porusza si onoSZYBCIEJ ni zbatka napdzana przez acuch i zasprzgla si z korpusem piasty za pomoc zapadek poprawej stronie (4). Poniewa korpus piasty obraca siszybciej ni kosz satelitw, zapadki po lewej stronielizgaj si swobodnie po swej bieni.

5 8 6 7 3 11 9

12

10 8 6 5 4 31 13 14

7 2

12

11

15

Bieg 1

Bieg 2

Bieg 329

Mod

y Tec

hnik

3/2

004

6 4 3 7 21

5

8

10

9

Samochodowaskrzynia biegw

tekst: Marek Utkinrysunki: Tomasz Paleczny

Skrzynia biegw umoliwia prac silnikaz prdkoci obrotow mieszczc siw zakresie wartoci optymalnych dla danego silnika, a jednoczenie umoliwia zmianprdkoci jadcego samochodu oraz jazd w rnych warunkach terenowych.

Puszczenie pedau sprzga (zasprzglenie)powoduje poczenie silnika z wakiem sprzgowym (6). Ten za umoliwia obracanie si waunapdowego z prdkoci zalen od wybranegobiegu.

Wszystkie koa zbate dziaajce przy jedzie do przodu osadzone s na wale napdowym, a napd na nie przekazywany jest z wauporedniego. Nie napdzaj one jednak wau napdowego, gdy kade z nich jest osadzone naoysku. Wrzucenie biegu powoduje zasprzglenie piercienia (3), wyposaonego w rodzajsprzga kowego, dziki czemu wa napdowyzaczyna obraca si z tak sam prdkoci, jakwybrane koo zbate.

Aby nie nastpio wyamanie zbw piercienia przy dociskaniu go do koa zbatego obracajcego si z inn prdkoci, stosowane s synchronizatory. Mwic najprociej, synchronizatorjest to rodzaj sprzga ciernego, ktre umoliwiawyrwnanie prdkoci obrotowych piercieniai koa zbatego. Dopiero po zrwnaniu prdkociobrotowych piercie zazbia si z koem zbatym. Kady producent stosuje nieco inne rozwizanie synchronizatorw, lecz zasada dziaaniapozostaje ta sama.

Bieg jaowy (luz)

Waek sprzgowy napdza wa poredni.adne z grnych k zbatych przekadni nie jestpoczone z waem napdowym i dlatego mocpomidzy wakiem sprzgowym a waem napdowym nie jest przekazywana.

Przesuwajc dwigni (lewarek) zmiany biegw (1) w lewo lub w prawo, mona wybra,ktry wodzik zmiany biegw bdzie nastpniepopychany lub pocigany.

Pierwszy bieg

Wrzucenie pierwszego biegu sprawia, eprawy wodzik zmiany biegw (2) zostaje przesunity do tyu. Nastpuje sztywne poczenie

30

Mod

y Tec

hnik

3/2

004

Jak to

11

12

13

piercienia (3) z grnym koem zbatym pierwszego biegu, co powoduje obracanie si wau napdowego (4). Mae kko zbate na wale porednim (5) obraca znacznie wiksze koo zbate pierwszego biegu (7) na wale napdowym,dziki czemu wa obraca si znacznie wolniej niwaek sprzgowy.

Drugi bieg

Przy biegu drugim prawy wodzik zostajeprzesunity do przodu, co powoduje poczeniegrnego koa zbatego drugiego biegu (8) z waem napdowym.

Trzeci bieg

Przy biegu trzecim rodkowy wodzik (9)przesuwa si do tyu, co powoduje poczeniegrnego koa zbatego trzeciego biegu (10)z waem napdowym.

Czwarty bieg

Wrzucenie czwartego biegu powoduje przesunicie rodkowego wodzika do przodu, co powoduje poczenie grnego koa zbatego czwartego biegu (11) z waem napdowym.

Pity bieg

Lewy wodzik (12) przesuwa si do tyu, cosprawia, e piercie czy ze sob bezporedniowaek sprzgowy z waem napdowym, bezudziau wau poredniego.

Bieg wsteczny

Po wczeniu biegu wstecznego dwigniazmiany biegw przesuwa lewy wodzik zmianybiegw do przodu. Sprawia to, e koo zbateporedniczce zostaje zazbione z koami zbatymi biegu wstecznego. Trzecie koo zbate pomidzy waem porednim a waem napdowympowoduje przeciwny kierunek obrotw wau napdowego ni przy pozostaych biegach do jazdydo przodu. Wrzucenie biegu wstecznego gdy samochd jedzie do przodu, jest niemoliwe,w tym celu naley si zatrzyma.

Synchronizator

31

Mod

y Tec

hnik

3/2

004

dziaa?