Moduł 2
Układ przeniesienia napędu – sprzęgła i skrzynki biegów
1. ZADANIA SPRZĘGIEŁ SAMOCHODOWYCH I ICH RODZAJE2. SPRZĘGŁO ELEKTROMAGNETYCZNE I HYDROKINETYCZNE3. ZADANIA I RODZAJE SKRZYNEK BIEGÓW4. PÓŁAUTOMATYCZNA SKRZYNIA BIEGÓW
5. MECHANIZMY SYNCHRONIZUJĄCE6. AUTOMATYCZNA SKRZYNIA BIEGÓW
W tym module zostaną omówione dwa podzespoły wchodzące w skład układuprzeniesienia napędu. Będą tu szczegółowo omówione sprzęgła oraz skrzynki przekładniowestosowane w pojazdach samochodowych. Przedstawiona zostanie budowa oraz zasadadziałania poszczególnych zespołów.
1. ZADANIA SPRZĘGIEŁ SAMOCHODOWYCH I ICH RODZAJE
1) Zadania sprzęgła samochodowego: • łączy silnik ze skrzynią biegów,• chwilowo odłącza napęd od silnika,• umożliwia łagodne ruszanie pojazdu,• umożliwia zmianę biegów,• eliminuje drgania silnika(tłumiki drgań skrętnych)• zabezpiecza elementy układu napędowego przed nadmiernym obciążeniem.
2) Rodzaje sprzęgiełPodział sprzęgieł ze względu na sposób działania:
• cierne,• elektromagnetyczne,• hydrokinetyczne.
Podział sprzęgieł ciernych ze względu na konstrukcję:• jednotarczowe,• dwutarczowe,• wielotarczowe.
Podział ze względu na sposób sterowania:• sprzęgła samoczynne (odśrodkowe i automatyczne),• ze sterowaniem mechanicznym (pedał, linka, dźwignia),• ze sterowaniem hydraulicznym (pedał, pompa, przewody),• ze sterowaniem pneumatycznym (pedał z zaworem, sprężarka, przewody),• ze sterowaniem elektronicznym.
1) Klasyczne sprzęgło cierneSprzęgło w samochodzie składa się z trzech podstawowych elementów. Są nimi:
• tarcza sprzęgła, • docisk sprzęgła,• łożysko sprzęgła.
Koło zamachowe to element, który łączy układ sprzęgła z silnikiem. Jego główną roląjest przełożenie napędu z wału korbowego na sprzęgło.
2
Rys 2.1. – Budowa sprzęgła
Źródło: http://www.sprzeglo.com.pl/artykulyporady/sprzegla/budowasprzeglasamochodowego/
Tarcza sprzęgła posiada okładziny cierne przymocowane za pomocą nitów lub kleju ielementów sprężystych, aby wyeliminować szarpanie w trakcie ruszania z miejsca. Okładzinymuszą mieć bardzo dobrą odporność na ścieranie oraz wysoką temperaturę. Materiałyużywane do produkcji tego elementu to zazwyczaj włókna węglowe, materiały organiczneczy włókna szklane. Istnieją również okładziny wykonane ze spieków metalowych, któreznajdują zastosowanie w silnie obciążonych układach sprzęgła, np. w samochodachsportowych. Ponadto tarcza sprzęgła zawiera również tłumik drgań skrętnych – stosuje się gow celu ograniczenia drgań przekładanych z silnika na skrzynię biegów. Tarcza posiadawycentrowany frezowany otwór, za pomocą którego łączy się z wałkiem sprzęgłowym. Wsamochodach spotykane są zarówno jednotarczowe sprzęgła jak i dwutarczowe albo nawettrzytarczowe – ostatnie 2 typy stosuje się w silnie obciążonych układach sprzęgła takich jaksamochody rajdowe, gdzie temperatura jest wyższa niż podczas standardowej jazdy, aodporność na ścieranie jest czynnikiem decydującym o sukcesie zawodników.
Docisk sprzęgła jest odpowiedzialny za odpowiednie dociskanie tarczy sprzęgłowej dokoła zamachowego. Współpracuje bezpośrednio z tarczą sprzęgła, a pracując w wysokiejtemperaturze musi posiadać zdolność szybkiego odprowadzania ciepła. Docisk sprzęgłaposiada osłonę, która łączy element współpracujący z tarczą sprzęgła za pomocą sprężynpłytkowych (sprężyna talerzowa), które z kolei dociskają bądź odsuwają docisk w stosunkudo tarczy sprzęgła w chwili rozłączenia napędu sprzęgła oraz w środkowują docisk wobudowie. Docisk sprzęgła obraca się wraz z kołem zamachowym i jest przymocowany doniego na stałe. Posiada możliwość przesuwania się wzdłuż osi sprzęgła w chwili jegowłączenia lub rozłączenia.
Łożysko oporowe naciska na sprężynę talerzową docisku, wówczas między elementamisprzęgła powstaje niewielki luz następuje odsunięcie tarczy dociskowej od tarczysprzęgłowej. Tak właśnie następuje rozłączenie sprzęgła. Łożysko jest osadzone centralnie wosi sprzęgła, prowadzone na tulei zamocowanej zazwyczaj do skrzyni biegów. Dzięki sile
3
tarcia pomiędzy elementami sprzęgła napęd jest przekazywany do skrzyni biegów. W składmechanizmu wyciskowego sprzęgła wchodzi również pedał sprzęgła, który jest połączony zwidełkami przesuwającymi łożysko. Sterowanie to może odbywać się mechanicznie lubwspółcześnie coraz częściej hydraulicznie.
Zasada działania sprzęgłaDo części wału korbowego pracującej na zewnątrz bloku silnika przykręcone jest koło
zamachowe. Z kolei do koła zamachowego zamontowana jest tarcza dociskowa sprzęgła(docisk). Silnik, podczas swojej pracy wytwarza moment obrotowy, który za pośrednictwemkoła zamachowego oraz docisku przenoszony jest na tarczę sprzęgłową. Wałek sprzęgłowy to element wystający ze skrzyni biegów, który posiada wycięte frezy odstrony sprzęgła, na które montuje się tarczę pomiędzy kołem zamachowym a dociskiemsprzęgła. Tarcza sprzęgłowa poza tym, że wraz ze wszystkimi elementami sprzęgła wykonujeruch obrotowy, to dodatkowo wykonuje także ruch przesuwny po wałku sprzęgła. Powodujeto rozłączanie lub załączanie napędu. Nacisk na tarczę sprzęgłową wywołuje sprężynatalerzowa docisku sprzęgła, natomiast ruch powrotny zapewniają sprężyny tarczy dociskowejumieszczone w jej obudowie. Ruch obrotowy tarczy sprzęgła przekazywany jest z kołazamachowego na wałek sprzęgłowy na zasadzie tarcia. Następnie ruch obrotowy przenosi siędo skrzyni biegów i dalszych peryferii układu napędowego. Gdy wciskamy pedał sprzęgła,następuje odłączanie sprzęgła. Wówczas widełki i łożysko sprzęgła powodują odciąganietarczy dociskowej i zwolnienie tarczy sprzęgłowej. Następuje zmniejszenie bądź kompletnybrak przylegania tarczy sprzęgłowej do koła zamachowego. Można wówczas zatrzymaćpojazd lub zmienić bieg. Przy puszczeniu pedału sprzęgła, sprężyny zamontowane wobudowie tarczy dociskowej poprzez rozprężenie wciskają ją i pchają w stronę kołazamachowego, przez co również tarcza sprzęgła przylega do koła zamachowego i obraca sięrazem z nim.
2) Inne odmiany sprzęgieł ciernychSprzęgło odśrodkowe jest to sprzęgło, którego zasada działania polega na tym, że
podczas wzrostu prędkości obrotowej wału korbowego silnika rośnie siła odśrodkowadziałająca na wirujące ciężarki, co powoduje wzrost nacisku tarczy dociskowej na tarczęsprzęgła. Analogicznie, przy zmniejszeniu prędkości obrotowej wału korbowego silnika maleje siłaodśrodkowa a co za tym idzie słabnie zacisk tarczy sprzęgła i następuje samoczynne rozłączeniesprzęgła. W sprzęgłach odśrodkowych włączenie lub wyłączenie sprzęgła następuje wskuteksiły odśrodkowej.
Sprzęgło półodśrodkowe jest to sprzęgło, w którym siła docisku między elementaminapędzanym i napędzającym jest spowodowana łącznym działaniem sprężyn dociskowych isiły odśrodkowej działającej na wirujące ciężarki. Sprężyny dociskowe zaciskają tylkoczęściowo tarczę sprzęgła. Ostatecznie zaciśnięcie tarcz następuje pod działaniem momentuwywołanego przez siłę odśrodkową wirujących ciężarków. Docisk tarcz jest zmienny i zależyod prędkości obrotowej wału korbowego. Ciężarki są zwykle umieszczone na końcachdźwigienek, które służą do wyłączania sprzęgła oraz do dociskania tarcz podczas pracy. Dozalet tych sprzęgieł należą: duża elastyczność włączenia, możliwość wyłączenia przy małejprędkości obrotowej. Natomiast do wad należą: skłonność do poślizgu podczas małejprędkości, co powoduje, że sprzęgło nie zabezpiecza w sposób właściwy układu napędowego.
4
3) Sterowanie sprzęgłemMechaniczny układ sterowania – ruch pedału sprzęgła i siła do niego przyłożona zostaje
przeniesiony na łożysko wyciskowe za pośrednictwem zestawu dźwigni i cięgien.Hydrauliczny układ sterowania – połączona z pedałem sprzęgła pompa jest połączona
przewodami z siłownikiem. Siłownik jest sprzężony z dźwignią sterującą położeniem łożyskawyciskowego. Naciśnięcie pedału sprzęgła powoduje przesunięcie tłoka w pompie. Ciecz jestprzetłaczana do siłownika, co powoduje przesunięcie za pomocą dźwigni łożyskawyciskowego.
System elektronicznego sterowania sprzęgłem Wyciskające łożysko oporowe przesuwane jest siłownikiem hydraulicznym.
Odpowiednie ciśnienie płynu roboczego w instalacji zapewnia oddzielna pompa hydrauliczna.Dopływ płynu do siłownika dozowany jest bezstopniowo przy pomocy elektryczniesterowanego zaworu. Impulsy powodujące otwieranie i zamykanie zaworu nadawane są przezcentralną elektroniczną jednostkę sterującą samochodu. Samochód rusza natychmiast powłączeniu biegu dźwignią, jednakowo płynnie z góry, jak i pod górę. Podczas k olejnychzmian biegów obroty silnika zmniejszane są samoczynnie.
2. SPRZĘGŁO ELEKTROMAGNETYCZNE I HYDROKINETYCZNE
1) Sprzęgło elektromagnetyczneSprzęgło elektromagnetyczne pracuje wskutek działania pola magnetycznego, które
wytwarza elektromagnes, pobierający prąd elektryczny z instalacji samochodu. Przerwaw obwodzie elektrycznym (powoduje wyłączenie albo włączenie sprzęgła. Przerywaczobwodu elektromagnesu instaluje się zwykle na dźwigni zmiany biegów, a więc poruszeniedźwigni powoduje przerwanie lub włączenie dopływu prądu do elektromagnesu i włączenielub wyłączenie sprzęgła. Zaletą sprzęgła elektromagnetycznego jest stopniowe włączanie, coumożliwia płynne ruszenie samochodu z miejsca. Wadą tego sprzęgła jest dośćskomplikowana budowa i zależność pracy sprzęgła od instalacji elektrycznej samochodu,której usterki są stosunkowo najczęstsze. Sprzęgła elektromagnetyczne dzielimy na dwiegrupy. Do pierwszej grupy zaliczamy sprzęgła z tarczami ciernymi dociskanymi wskutekdziałania pola magnetycznego. Do drugiej grupy należą sprzęgła, w których elementysprzęgane są ze sobą przez substancję tężejącą w polu magnetycznym, zwykle pastęferrytyczną lub sproszkowany metal.
2) Sprzęgło hydrokinetyczneSprzęgło hydrokinetyczne. W wielu współczesnych samochodach stosuje się sprzęgła
hydrokinetyczne, przekazujące napęd tylko wskutek naporów cieczy, a więc bezmechanicznego połączenia elementu napędzającego z elementem napędzanym. W sprzęgłotakie wyposażony jest m. in. samochód ZIM. Zasada działania sprzęgła hydrokinetycznego:na wale korbowym silnika osadzony jest wirnik w kształcie pierścienia, zaopatrzony w prostepromieniowo rozmieszczone łopatki, zwany pompą. Podobny wirnik, zwany turbiną,osadzony jest na wałku napędzanym (sprzęgłowym). Oba wirniki wbudowane są naprzeciwsiebie i szczelnie zamknięte w obudowie wypełnionej w 8590% lekkim olejem mineralnym,mieszaniną oleju silnikowego z naftą (około 95% nafty) lub olejem roślinnym. Podczas pracysilnika pompa obraca się i ciecz znajdująca się pomiędzy jej łopatkami pod wpływem siłodśrodkowych jest odrzucana na łopatki turbiny i wywiera na nie napór zmuszający turbinę
5
do obracania się w ślad za pompą. Sprzęgło zaczyna przenosić napęd dopiero wówczas, gdynapór cieczy jest dostatecznie silny, czyli przy około 600 obr./min pompy.
3. ZADANIA I RODZAJE SKRZYNEK BIEGÓW
1) Zadania skrzynek biegów • Łączy sprzęgło z wałem lub mostem napędowym.• Trwale rozłącza napęd.• Umożliwia jazdę z różnymi prędkościami.• Reguluje siłę napędową na kołach (przy czym wartość ta jest odwrotnie
proporcjonalna do prędkości pojazdu).• Umożliwia jazdę do tyłu.
2) Rodzaje skrzynek biegów Skrzynki biegów manualne (mechaniczne) o trzech odmianach:
• z kołami zębatymi przesuwnymi,• z kołami stale zazębionymi (posiadające sprzęgła i synchronizatory),• kombinowane.Skrzynki biegów półautomatyczne (sekwencyjne)Skrzynki biegów automatyczne
3) Przełożenie pojedynczej przekładni zębatej Przełożeniem „i” przekładni nazywamy stosunek liczby zębów koła napędzanego
do liczby zębów koła napędzającego.
i = =
gdzie:n1 – prędkość obrotowa wału napędzającego,n2 – prędkość obrotowa wału napędzanego,z 1 – ilość zębów koła napędzającego,z 2 – ilość zębów koła napędzanego.
4) Rodzaje przekładni w zależności od przełożenia Przekładnie zwalniające (redukcyjne), gdy i > 1 (bo z2 > z1).Przekładnie przyspieszające, gdy i < 1 (bo z2 < z1).Przekładnie normalna, gdy i = 1.Największe zastosowanie w pojazdach samochodowych mają stopniowe skrzynki
biegów pozwalające uzyskiwać od 4 do 6 wartości przełożeń (biegów), powodujących zmianyprzełożeń w zakresie od i = 5 do i = 0,7.
Manualna skrzynia biegów
6
Podczas pracy silnika moment obrotowy pozostaje prawie stały, podczas gdy mocwyjściowa zwiększa się proporcjonalnie do prędkości obrotowej. Jednak do rozpoczęcia jazdylub wjazdu na wzniesienie pojazd potrzebuje znacznie większego momentu obrotowego niżpodczas jazdy po płaskiej drodze, nawet z dużą szybkością. Dlatego w samochodach stosujesię przekładnię umożliwiającą zmianę momentu obrotowego silnika na moment obrotowyprzekazywany na koła, odpowiadający warunkom jazdy. Przekładnia taka, nazywana skrzyniąbiegów, jest przekładnią stopniową pozwalającą na uzyskanie najczęściej 5 lub 6 wartościprzełożeń. Przekładnia umożliwia także jazdę do tyłu dzięki odwróceniu kierunków obrotów,ponieważ silnik z powodu swojej budowy nie może pracować w kierunku odwrotnym.
W samochodach z silnikiem umieszczonym poprzecznie z przodu i napędemprzekazywanym na koła przednie skrzynia biegów stanowi jeden zespół z przekładnią głównąi mechanizmem różnicowym. Skrzynia ma dwa wałki: napędowy i główny. Jeden wałek maosadzone na stałe koła zębate, z których każde jest na stałe zazębione z kołem zębatymobracającym się swobodnie na drugim wałku. Liczba par kół zębatych odpowiada liczbieprzełożeń.
Rys. 2.2 – Wałki skrzyni biegów
Źródło: Materiały szkoleniowe „Serwis motoryzacyjny”
Przenoszenie momentu obrotowego z wałka napędowego, połączonego sprzęgłemz wałem korbowym silnika, na wałek główny zaczyna się dopiero po połączeniuułożyskowanego koła zębatego z wałkiem, na którym jest osadzony. Aby połączenie toodbywało się płynnie, potrzebny jest synchronizator, który wyrówna prędkości. Działaniesynchronizatora polega na tym, że najpierw jego część cierna o kształcie stożkowymwyrównuje obroty obu łączonych elementów (dzięki poślizgowi dociskanych wzajemniepowierzchni), a potem część zębata zapewnia ich sztywne połączenie. Przesuwaniem tuleisynchronizatora steruje kierowca, wybierając przełożenia za pomocą dźwigni zmiany biegów.Dlatego skrzynię tego typu nazywamy manualną. Bieg wsteczny wymaga dodatkowego wałkai koła zębatego, które jest wsuwane działaniem kierowcy pomiędzy koła wałków napędowegoi głównego, by zmienić kierunek obrotów wałka głównego. W obudowę skrzyni biegów jestwkręcony włącznik świateł cofania.
W samochodach z silnikiem umieszczony z przodu i napędem na koła tylne skrzyniabiegów jest trzywałkowa, posiada wałek sprzęgłowy i wałek główny ustawione w jednej linii
7
oraz wałek pośredni. W większości skrzyni wałek pośredni ma stałe koła zębate, natomiastkoła zębate osadzone obrotowo i synchronizatory ma wałek główny. Przekładnia główna imechanizm różnicowy są wtedy umieszczone w osi tylnej.
Rys 2.3 – Skrzynia biegów
Źródło: Materiały szkoleniowe „Serwis motoryzacyjny”
Działanie skrzynki biegów z kołami zębatymi przesuwnymiMoment obrotowy odbierany z silnika jest wprowadzany do skrzynki biegów przez wałek
sprzęgłowy I, a następnie przez parę stale zazębionych kół zębatych z1 i z2 kierowany nawałek pośredni II. Z tego wałka napęd jest przekazywany na wałek główny III przezodpowiednią, sprzęganą w zależności od biegu, parę kół zębatych.
Rys. 2.4 – Działanie skrzynki biegów z kołami zębatymi przesuwnymi
8
Źródło: Materiały własne
Działanie skrzynki biegów z kołami stale zazębionymiMoment obrotowy z silnika jest doprowadzany do skrzynki biegów wałkiem
sprzęgłowym I, a następnie przez parę kół zębatych z1 i z2 – jest przenoszony na wałekpośredni II. Stale zazębione pary kół zębatych (z3 i z4; z5 i z6; z8 i z9) powodują obracanie siękół zębatych z4, z6 i z9, ale dzięki łożyskowaniu tych kół nie wprawiają one w ruch wałkagłównego III. Dopiero przesunięcie w prawo lub w lewo sprzęgła zębatego S1 lub S2spowoduje sprzężenie kół z wałkiem głównym i przeniesienie momentu przez skrzyniębiegów.
Rys. 2.5 – Działanie skrzynki biegów z kołami stale zazębionymi
Źródło: Materiały własne
9
4. PÓŁAUTOMATYCZNA SKRZYNIA BIEGÓW
Ogólne określenie skrzyni biegów, w której część czynności związanych ze zmianąbiegów jest zautomatyzowana. Istnieją dwa podstawowe rodzaje półautomatów:
• z automatycznym sprzęgłem i ręcznym wyborem przełożenia oraz • z automatycznym załączeniem przełożenia uruchamianym przez naciśnięcie
i puszczenie sprzęgła.
W pierwszym, najpowszechniejszym przypadku praca sprzęgła jest zautomatyzowana izmiana biegów odbywa się tylko poprzez i odpuszczenie gazu i przesuwanie lewarka wodpowiednie położenie. W podstawowym rozumieniu więc półautomat to skrzynkacałkowicie mechaniczna, konstrukcyjnie identyczna z tzw. manualną skrzynią biegów, tylkosposób wybierania lub załączania przełożeń jest inny.
W zautomatyzowanych systemach, nazywanych zależnie od marki pojazdu: AMT,Sportshift, R Tronic, Sensodrive, Allshift, Softip, Easytronic oraz SMG, zewnętrznymechanizm sterowania sprzęgła składa się z silnika elektrycznego poruszającego poprzezprzekładnię ślimakową klasyczne widełki współpracujące z łożyskiem wysprzęglającym.Odpowiednie impulsy prądowe wysyłane są do silnika przez mikroprocesorowy sterownik,reagujący na sygnały otrzymywane z czujników: położenia dźwigni zmiany biegów (lubprzycisków umieszczonych na kole kierownicy), prędkości obrotowej wału korbowego iaktualnej prędkości jazdy. Na tej podstawie sterownik realizuje płynne ruszanie z biegupierwszego lub wstecznego i krótkie wysprzęglenia na czas zmiany pozostałych biegów.Roboczy skok łożyska wysprzęglającego może być przy tym rozwiązaniu minimalny, czylipowodujący bardzo krótką przerwę w przenoszeniu napędu (okres rozłączenia sprzęgła), cozapewnia bardzo szybką zmianę biegów.
Elektryczny nastawnik skrzyni biegów wyposażony jest w dwa silniki elektryczne,z których pierwszy służy do ustalania ścieżki zmiany biegów (I – II, III – IV, V – wsteczny), adrugi – do włączania konkretnego biegu z pozycji neutralnej lub jego wyłączania.Rozwiązanie to umożliwia włączanie biegów w dowolnej kolejności, a synchronizacjakażdego z nich realizowana jest w sposób szybki i płynny. Uruchomienie silnika w pojeździewyposażonym w tego typu skrzynię biegów możliwe jest (tak samo jak w pojazdach zeskrzyniami automatycznymi) wyłącznie przy wciśniętym pedale hamulca i ustawieniudźwigni wyboru biegów w pozycji neutralnej.
Jeśli system opiera się na ręcznym wyborze biegów, wszystkie położenia dźwigniznajdują się w jednej płaszczyźnie. Skrzynie na niższe biegi przełącza się ruchem dźwigni wdół, a na wyższe przesuwając ją w górę. W wielu systemach zamiast dźwigni stosowane sąprzyciski na kierownicy, wykonujące te same zadania. Nie trzeba przy zmianach biegówużywać pedału przyspieszenia, ponieważ jego funkcje realizowane są wówczasautomatycznie przez elektroniczny sterownik elektrycznego nastawnika skrzyni. Przy zmianiebiegu na wyższy sterownik automatycznie dostosowuje też prędkość obrotową silnika dowartości przypisanej wybranemu przełożeniu przy danej prędkości jazdy. Po rozłączeniunapędu jeden z silników nastawnika skrzyni biegów dokonuje wyboru ścieżki zmiany biegów,a drugi silnik przełącza odpowiedni bieg. Po czym zostaje również włączone sprzęgło. Przyautomatycznym wyborze biegów, urządzenie sterujące całkowicie przejmuje zadaniazwiązane ze zmianą przełożeń.
W systemach sterowanych hydraulicznie do obsługi sprzęgła służy centralny wysprzęglikzintegrowany z jednostronnym siłownikiem hydraulicznym. Do zmiany biegówwykorzystywane są tłokowe siłowniki dwustronnego działania. Elektroniczne sterowniki
10
współpracują wówczas z elektrozaworami otwierającymi i zamykającymi odpowiednieprzepływy płynu roboczego. W układzie takim niezbędna jest oczywiście pompa rotacyjnawspółpracująca z hydropneumatycznym akumulatorem ciśnienia.
5. MECHANIZMY SYNCHRONIZUJĄCE
Przy włączaniu przekładni za pomocą sprzęgła kłowego lub zębatego występujeuderzenie, gdy prędkości obwodowe stykających się ze sobą części nie są jednakowe. W celuwyrównania tych prędkości łączy się obie części pomocniczym sprzęgłem ciernym. Powyrównaniu tych prędkości, czyli po przeprowadzeniu tzw. synchronizacji, włączone zostajesprzęgło zębate i to właśnie ono przenosi moment napędowy. Takie urządzenie złożone zdwóch sprzęgieł: ciernego i zębatego wraz z urządzeniem łączącym te sprzęgła nazywa sięsynchronizatorem.
Stosowane obecnie synchronizatory można podzielić na trzy grupy: proste,bezwładnościowe oraz synchronizatory elektroniczne.
Synchronizatory prosteSynchronizatory są to konstrukcyjnie małe sprzęgła, które włączane są i utrzymywane w
sprzęgnięciu tak długo, jak wydaje się to konieczne wykonującemu zmianę biegów.Włączanie i utrzymywanie w stanie sprzęgniętym wykonuje się za pomocą dźwigni zmianybiegów.
Synchronizatory proste mają bardzo prostą konstrukcję, ale jednocześnie pozwalają nawłączenie biegu przed całkowitym wyrównaniem prędkości obrotowych sprzęganychelementów.
Stosuje się rozwiązania synchronizatorów prostych w postaci sprzęgieł stożkowych,pierścieniowych lub wielopłytkowych. We wszystkich tych przypadkach sprzęgła muszą byćtak połączone ze sobą, aby najpierw pracowało sprzęgło cierne, a dopiero po wyrównaniuprędkości kątowych powinno nastąpić włączenie sprzęgła zębatego.
Synchronizatory bezwładnościoweSynchronizatory bezwładnościowe mają urządzenia blokujące, zapobiegające włączeniu
sprzęgła zębatego przed wyrównaniem prędkości obrotowej sprzęganych elementów. Wokresie synchronizacji siła wywierana na sprzęgle ciernym może być w tychsynchronizatorach dowolnie duża.
Rozróżniamy następujące rodzaje synchronizatorów bezwładnościowych:• z blokowaniem za pomocą poprzecznych elementów umieszczonych w otworze tulei, • z blokowaniem za pomocą podłużnych elementów umieszczonych w otworach tarczy, • z blokowaniem za pomocą wieńca zębatego, • z samowzmacnianiem o działaniu opartym na progresywnym wzroście momentu
tarcia.
Elektroniczna synchronizacja
11
Problemy związane ze skrzynią biegów i częściowo z jej synchronizacją przy zmianiebiegów mogą być rozwiązane za pomocą urządzeń elektronicznych, dających możliwośćpożądanych wyników, a mianowicie:
• pewność działania, • wyroby odpowiedniej jakości, • umiarkowane koszty.
Przy zastosowaniu układu elektronicznego osiągany stopień kontroli kolejnościposzczególnych czynności i czasu synchronizacji pozwala na bardzo prawidłową i szybszązmianę biegów bez udziału kierowcy.
Urządzenie elektroniczne otrzymuje sygnał o prędkości obrotowej wałka wejściowego iwyjściowego skrzyni biegów i powoduje wyrównanie tych prędkości na poziomieodpowiadającym danemu położeniu. Jeśli prędkość obrotowa wału korbowego silnika jestzbyt mała, to urządzenie elektroniczne daje sygnał do siłownika, który natychmiastcałkowicie otwiera przepustnicę i na odwrót, jeśli prędkość jest zbyt mała to przymyka ją.Sygnały urządzenia elektronicznego na przepustnicę zastępują oddziaływanie kierowcy napedał gazu.
Czas przymknięcia i otwarcia przepustnic określany jest rozmaitymi czynnikami:• prędkością obrotową silnika przy zmianie biegów, • różnicą przełożeń, • momentem bezwładności mas synchronizowanych, • wielkością momentów napędowych. 6. AUTOMATYCZNA SKRZYNIA BIEGÓW
Automatyczne skrzynie biegów dzieli się na dwa typy, które różnią się między sobąbudową układu sterowania, przełączaniem biegów oraz sterowaniem układu mechanicznegosprzęgania wirnika pompy z wirnikiem turbiny przekładni hydrokinetycznej. Pierwszy z nichto typ z hydraulicznym sterowaniem, w którym wszystkie funkcje sterujące i kontrolne pełniąelementy hydrauliczne, drugi zaś posiada sterowanie elektroniczne, wykorzystujące danezgromadzone w pamięci komputera (ECU). Układ elektronicznego sterowania nie tylkosteruje pracą systemu przełączania biegów i sprzęganiem wirników przekładnihydrokinetycznej, ale także pełni funkcję diagnostyczną oraz zabezpiecza przeduszkodzeniami. Układ ten zwany jest ECT (od angielskiego ElectronicallyControlledTransmission). Automatyczne skrzynie biegów ze sterowaniem hydraulicznym posiadają wzasadzie taką samą budowę jak skrzynie ze sterowaniem elektronicznym. Różnią się one tylkosposobem przełączania biegów.
W porównaniu z mechanicznymi skrzyniami biegów, skrzynie automatyczne posiadająnastępujące zalety:
1) Zmniejszają zmęczenie kierowcy poprzez wyeliminowanie konieczności obsługisprzęgła i ręcznego przełączania biegów.
2) Automatycznie przełącza biegi, przy prędkościach odpowiadających warunkom jazdy,uwalniają kierowcę od konieczności opanowywania trudnych technik jazdy, jakobsługa sprzęgła.
3) Zapobiega przeciążaniu silnika i zespołu napędowego, ponieważ są one ze sobąsprzężone w sposób hydrauliczny (przez przekładnię hydrokinetyczną), a niemechaniczny, jak w przypadku zwykłej skrzyni biegów.
12
Automatyczne zespoły napędowe dzielą się na dwa typy: jeden stosowany wsamochodach z silnikiem z przodu i napędem na przednie koła (typ FF) i drugi, stosowanyw samochodach z silnikiem z przodu i napędem na tylne koła (typ FR).
Rys. 2.6 – Automatyczne zespoły napędowe stosowane w samochodach typu FF (lewyrysunek) i samochodach typu FR (prawy rysunek),
Źródło: własne
Zespoły stosowane w samochodach typu FF są mniejsze od zespołów przeznaczonych dosamochodów typu FR. Wynika to z faktu, że muszą one zmieścić się wraz z silnikiem w jegokomorze z przodu pojazdu. Zespoły stosowane w samochodach typu FR posiadająprzekładnię główną (wraz z mechanizmem różnicowym) umieszczoną w oddzielnejobudowie, podczas gdy w przypadku samochodów typu FF, stanowi ona jeden zespół zeskrzynią biegów.
Główne elementy składowe i ich funkcjeIstnieje wiele typów automatycznych skrzyń biegów, które w pewnym stopniu różnią się
między sobą. Niezależnie jednak od tego, ich podstawowe funkcje i zasada działania sązasadniczo takie same. Automatyczna skrzynia biegów składa się z kilku głównychelementów.
Aby mogły one prawidłowo realizowane swoje funkcje, elementy te muszą ze sobąpoprawnie współpracować. Automatyczny zespół napędowy składa się z następującychgłównych elementów:
1) Przekładnia hydrokinetyczna.2) Planetarny zespół przekładniowy.3) Hydrauliczny zespół sterujący.4) Zespół połączeń mechanicznych.5) Przekładnia główna.6) Płyn automatycznej skrzyni biegów.
1) Przekładnia hydrokinetycznaPrzekładnia hydrokinetyczna znajduje się na wejściu automatycznej skrzyni biegów i
poprzez tarczę napędową przymocowana jest do tylnej części wału korbowego silnika.Przekładnia wypełniona jest płynem do automatycznych skrzyń biegów. Zwiększa onamoment wytwarzany przez silnik i przekazuje go dalej do zespół napędowego lub też działajako sprzęgło hydrokinetyczne, które łączy silnik ze skrzynią biegów. W samochodach zautomatyczną skrzynią biegów, przekładnia hydrokinetyczna pełni także rolę kołazamachowego silnika. Ponieważ w tego typu pojazdach ciężkie koło zamachowe nie jest
13
konieczne, jego rolę pełni tarcza napędowa, której zewnętrzny obwód ukształtowany jest wwieniec zębaty współpracujący z zębnikiem rozrusznika. Ponieważ tarcza napędowa obracasię z dużymi prędkościami wraz z wałem korbowym, jest ona bardzo dokładnie wyważana, coprzeciwdziała powstawaniu wibracji przy wysokich obrotach.
Funkcje przekładni hydrokinetycznej:• Zwiększa moment wytwarzany przez silnik.• Pełni rolę automatycznego sprzęgła, które łączy i rozłącza silnik ze skrzynią biegów.• Tłumi wibracje silnika i zespołu napędowego.• Pełni rolę koła zamachowego w celu zapewnienia równomiernej pracy silnika.• Napędza pompę olejową hydraulicznego układu sterowania.
Rys. 2.7 Budowa przekładni hydrokinetycznej
14
http://www.eautonaprawa.pl/artykuly/2010/przekladniaydrokinetyczna.html
Zasada działania przekładni hydrokinetycznej
Przełożenie dynamiczneMoment przekładni hydrokinetycznej rośnie proporcjonalnie do wielkości przepływu
wirowego. Oznacza to, że osiąga on maksimum, kiedy wirnik turbiny nie obraca się.Działanie przekładni hydrokinetycznej można podzielić na dwa zakresy: Zakres, w którymma miejsce zwiększanie momentu (zakres przekładni) oraz zakres, w którym moment jesttylko przenoszony, bez zmiany jego wartości (zakres sprzęgania). Punkt sprzęgnięcia oddzielaobydwa te zakresy.
Punkt gaśnięcia silnikaKiedy przełożenie kinematyczne wynosi zero, tzn. kiedy wirnik turbiny nie obraca się,
różnica między prędkościami obrotowymi wirnika pompy i turbiny jest maksymalna. Punktgaśnięcia silnika odnosi się do nieruchomego wirnika turbiny. Maksymalne przełożeniedynamiczne ma miejsce właśnie w tym punkcie i wynosi 1.7 do 2.5.
Punkt sprzęgnięciaKiedy wirnik turbiny zaczyna się obracać a przełożenie kinematyczne zaczyna
rosnąć, różnica między prędkością obrotową wirnika pompy i wirnika turbiny maleje. Kiedyprzełożenie kinematyczne osiągnie pewien poziom, przepływ wirowy maleje do minimum,tak że przełożenie dynamiczne staje się równe jedności. Ponieważ płyn wypływający zwirnika turbiny uderza w tylne powierzchnie łopatek kierownicy, sprzęgło jednokierunkowepozwala obracać się kierownicy w tym samym kierunku, co wirnik pompy. Innymi słowy, wpunkcie sprzęgnięcia przekładnia hydrokinetyczna zaczyna pełnić rolę sprzęgła, dzięki czemuprzełożenie dynamiczne nie spada poniżej jedności.
Działanie przekładni hydrokinetycznej
Samochód nie porusza się, silnik pracuje na biegu luzemKiedy silnik pracuje na biegu luzem, wytwarzana przez niego moc jest minimalna. Jeżeli
zostaną włączone hamulce (główne lub postojowy), wirnik turbiny przestaje się obracać,przez co jego obciążenie staje się bardzo duże. Ponieważ samochód nie porusza sięprzełożenie kinematyczne jest równe zeru, natomiast przełożenie dynamiczne osiągamaksimum. Dlatego też wirnik turbiny może w każdej chwili zacząć obracać się z momentemwiększym niż wytwarzany przez silnik.
Samochód porusza się z małą prędkościąW miarę jak prędkość samochodu rośnie, prędkość obrotowa wirnika turbiny zaczyna
szybko zbliżać się do prędkości wirnika pompy. Przełożenie dynamiczne maleje i zbliża siędo jedności. Kiedy przełożenie kinematyczne osiągnie określoną wartość (punktsprzęgnięcia), kierownica zaczyna się obracać a moment przestaje być zwiększany. Innymisłowy, przekładnia hydrokinetyczna zaczyna działać jak sprzęgło. Powoduje to że prędkośćsamochodu wzrasta prawie liniowo z prędkością obrotową silnika.
15
Samochód porusza się ze średnią lub dużą prędkościąPrzekładnia hydrokinetyczna działa tylko jako sprzęgło. Wirnik turbiny obraca się
z prawie identyczną prędkością, co wirnik pompy.
Sprzęgło blokującePodczas pracy na zakresie sprzęgania (moment nie jest zwiększany), przekładnia
hydrokinetyczna przenosi moment powstający w silniku z przełożeniem równym 1. Istniejejednak różnica pomiędzy prędkościami obrotowymi wirnika pompy i turbiny, która wynosiprzynajmniej 45%. Z tego powodu, przekładnia nie przenosi 100% mocy wytwarzanej wsilniku, co powoduje pewne straty energii. W celu uniknięcia tego i obniżenia zużycia paliwa,zastosowano sprzęgło blokujące, które mechanicznie łączy wirnik pompy z wirnikiemturbiny. Następuje to, kiedy prędkość samochodu osiągnie około 60 km/h lub więcej, dziękiczemu do skrzyni biegów przenoszone jest 100% mocy wytwarzanej w silniku. Sprzęgłoblokujące zamontowane jest na piaście wirnika turbiny. Zamontowane obwodowo sprężynytłumią obciążenia skrętne powstające podczas włączania sprzęgła, co zapobiega powstawaniudrgań i wstrząsów. Wewnętrzna powierzchnia obudowy przekładni lub powierzchnia tłokasprzęgła blokującego pokryta jest materiałem ciernym (tego samego typu, co w przypadkuhamulców i sprzęgieł wielotarczowych) Zapobiega to ślizganiu się sprzęgła podczas jegowłączania. Kiedy sprzęgło jest włączone, obraca się ono razem z wirnikiem pompy i turbiny.Włączanie i wyłączanie sprzęgła uzależnione jest od zmian kierunku przepływu płynuwewnątrz przekładni hydrokinetycznej.
Sprzęgło wyłączoneKiedy samochód porusza się z małą prędkością, pompowany pod ciśnieniem płyn
przepływa do przedniej strony sprzęgła. Powoduje to, że ciśnienie po przedniej i tylnej stroniesprzęgła są sobie równe, dzięki czemu pozostaje ono wyłączone.
Sprzęgło włączoneKiedy samochód porusza się ze średnią lub dużą prędkością(powyżej 60 km/h), płyn pod
wysokim ciśnieniem przepływa tylko do tylnej strony sprzęgła blokującego. Powoduje to, żetłok sprzęgła dociskany jest do wewnętrznej powierzchni obudowy przekładni. W rezultacie,sprzęgło obraca się razem z przednią pokryw ą przekładni, która połączona jest z wirnikiemturbiny (tzn. sprzęgło zostaje włączone).
2) Planetarny zespół przekładniowyPlanetarny zespół przekładniowy znajduje się w obudowie skrzyni biegów wykonanej ze
stopu aluminium. Zmienia on wartość i kierunek obrotów silnika oraz przekazuje je doprzekładni głównej. Planetarny zespół przekładniowy składa się z przekładni planetarnych,które zmieniają prędkość obrotową, sprzęgieł i hamulców, które za pomocą ciśnienia płynuukładu hydraulicznego sterują pracą przekładni, wałów przekazujących moc wytwarzaną wsilniku oraz łożysk umożliwiających obroty wałków.
Funkcje planetarnego zespołu przekładniowego:• Zapewnia kilka wartości przełożeń, które umożliwiają osiągnięcie prawidłowego
momentu i prędkości obrotowej, w zależności od warunków jazdy i zamierzeńkierowcy.
• Posiada bieg wsteczny, umożliwiający jazdę samochodem do tyłu.
16
• Posiada położenie neutralne, pozwalające na pracę silnika na biegu jałowym, kiedysamochód nie porusza się.
Przekładnia planetarnaPrzekładnia planetarna jest zespołem współpracujących ze sobą kół zębatych,
składającym się z: koła słonecznego, kilku kół satelitów, kosza satelitów oraz koławieńcowego. Przekładnie te zwane są „satelitarnymi” ze względu na to, że koła poruszającesię pomiędzy kołem słonecznym i wieńcowym przypominają satelity (stąd też ich nazwa)obracające się wokół słońca.
HamulceHamulce blokują jeden z elementów przekładni planetarnej (koło słoneczne, wieńcowe
lub satelity) w celu zapewnienia odpowiedniej wartości przełożenia. Istnieją dwa typyhamulców. Pierwszy z nich to wielotarczowy hamulec hydrauliczny. Jeden rodzaj tarcz, zzewnętrznym wielowpustem związany jest z obudow ą skrzyni biegów, natomiast drugi,posiadający wielowypust wewnętrzny obraca się wraz z przekładnią planetarną. Tarczedociskane są do siebie, dzięki czemu jeden z elementów przekładni zostaje zablokowany.Drugim typem hamulca jest hamulec pasowy. W tego typu hamulcu, pas otacza bęben, którypołączony jest z jednym z elementów przekładni planetarnej. Kiedy ciśnienie płynu działa nastykający się z pasem tłok, pas zaczyna trzeć o bęben i blokuje jeden z elementów przekładni.
Sprzęgła wielotarczowe i jednokierunkoweSprzęgła łączą oraz rozłączają przekładnię hydrokinetyczną od przekładni planetarnych, a
także przekazują moment wytwarzany przez silnik do wału wyjściowego. Hydraulicznesprzęgła wielotarczowe składaj ą się z kilku par ułożonych na przemian tarcz zewnętrznych iwewnętrznych. Są one sterowane ciśnieniem płynu wypełniającego wnętrze skrzyni biegów.Sprzęgło jednokierunkowe składa się z bieżni wewnętrznej, zewnętrznej oraz znajdującychsię pomiędzy nimi mimośrodów lub rolek. Sprzęgło to przenosi moment tylko w jednymkierunku.
3) Hydrauliczny układ sterowaniaHydrauliczny układ sterowania składa się z miski olejowej, która pełni funkcję zbiornikapłynu, pompy olejowej, wytwarzającej ciśnienie hydrauliczne, zaworów mających różnefunkcje oraz kanałów i przewodów, którymi płyn jest dostarczany do sprzęgieł hamulców iinnych elementów układu sterowania. Większość zaworów układu umieszczonych jest wkorpusie zaworów, znajdującym się pod planetarnym zespołem przekładniowym. Funkcjehydraulicznego układu sterowania:
1) Dostarczanie płynu do przekładni hydrokinetycznej.2) Regulacja ciśnienia płynu, wytwarzanego przez pompę olejową. Przetwarzanie
wielkości obciążenia silnika i prędkości samochodu na sygnały dla układuhydraulicznego.
3) Przekazywanie ciśnienia hydraulicznego do sprzęgieł i hamulców w celu sterowaniapracą przekładni planetarnych.
4) Smarowanie płynem obracających się elementów.5) Chłodzenie płynem przekładni hydrokinetycznej.
17
Sterowanie przełączaniem biegówUkład hydraulicznego sterowania przetwarza wartości obciążenia silnika i prędkości
samochodu na sygnały sterujące przełączaniem biegów. Na podstawie tych sygnałów, dohamulców i sprzęgieł przekładni planetarnych przesyłane jest ciśnienie hydrauliczne płynu,dzięki czemu możliwe jest dobranie odpowiedniego przełożenia, odpowiadającego warunkomjazdy.
4) Zespół połączeń mechanicznychAutomatyczna skrzynia biegów przełącza biegi automatycznie. Wyjątkiem są dwa
połączenia mechaniczne, umożliwiające ręczne sterowanie przez kierowcę. Są nimi: wybierakzakresów pracy z linką oraz pedał przyspieszenia, również z linką.
Wybierak zakresów pracyWybierak zakresów pracy odpowiada dźwigni zmiany biegów mechanicznej skrzyni
biegów. Jest on połączony ze skrzynią biegów za pośrednictwem linki lub systemu dźwigni.Za pomocą wybieraka kierowca może wybierać zakresy pracy jazdy do przodu lub do tyłu,położenie neutralne lub parkowania. W prawie wszystkich typach automatycznych skrzyńbiegów, tryb jazdy do przodu posiada trzy zakresy: »D«, »2«, »L«.
Dla celów bezpieczeństwa, silnik może zostać włączony tylko wtedy, kiedy wybierakznajduje się w położeniu »N« (neutralnym) lub »P« (parkowania); tzn. wtedy, kiedyniemożliwe jest przenoszenie mocy z silnika do zespołu napędowego.
Pedał przyspieszeniaPedał przyspieszenia połączony jest linką z przepustnicą gaźnika (lub systemu EFI).
Informacja o wielkości wciśnięcia pedału przyspieszenia, tj. stopnia otwarcia przepustnicy jestza pośrednictwem tejże linki przenoszona do układu sterującego pracą skrzyni biegów.Automatyczna skrzynia biegów przełącza przełożenia w zależności od obciążenia silnika (kątaotwarcia przepustnicy). Kierowca może sterować przełączaniem biegów przez odpowiednieoperowanie pedałem przyspieszenia. Kiedy pedał przyspieszenia wciśnięty jest tylkonieznacznie, przełączanie biegów na biegi niższe i wyższe następuje przy stosunkowo niskichprędkościach jazdy. W miarę coraz większego wciskania pedału przyspieszenia, biegi sąprzełączane przy stosunkowo wysokich prędkościach jazdy. Linki pedału przyspieszenia orazprzepustnicy muszą być prawidłowo wyregulowane do określonych długości. Wynika to zfaktu, że prawidłowe przełączanie biegów wymaga dokładnego przetworzenia wielkościwciśnięcia pedału przyspieszenia na kąt obrotu przepustnicy, a jego z kolei na przesunięciezaworu nastawczego obciążenia silnika.
5) Przekładnia głównaW przypadku poprzecznego zespołu napędowego, skrzynia biegów i przekładnia główna
znajdują się w jednej obudowie. Przekładnia główna składa się z pary kół zębatych (zębnika ikoła wieńcowego) oraz mechanizmu różnicowego. Funkcja przekładni głównej jest w tymprzypadku taka sama, jak analogicznego zespołu w samochodach z napędem na tylne koła.Różnica polega na tym, że w poprzecznej skrzyni biegów stosuje się przekładnię walcową.
6) Płyn do automatycznych skrzyń biegów (ATF).Do smarowania elementów automatycznych skrzyń biegów stosowany jest specjalny olej
mineralny wysokiej jakości zmieszany z kilkoma dodatkami poprawiającymi jego własności.
18
Olej ten zwany jest płynem do automatycznych skrzyń biegów (ATF AutomaticTransmission Fluid), w celu odróżnienia go od innych materiałów smarujących. Dla danejskrzyni biegów należy zawsze stosować określony typ płynu ATF. Używanie innego płynuniż zalecany przez producenta lub stosowanie mieszanek wpływa negatywnie na działaniezespołu. W celu zapewnienia prawidłowej pracy automatycznej skrzyni biegów należyutrzymywać prawidłowy poziom zawartego w niej płynu ATF. Poziom płynu sprawdza się zapomocą wskaźnika zanurzeniowego, przy silniku pracującym na biegu jałowym i po ustaleniusię normalnej temperatury pracy płynu.
Funkcje płynu ATF:• Przenoszenie momentu w przekładni hydrokinetycznej.• Sterowanie sprzęgłami i hamulcami przekładni planetarnych poprzez hydrauliczny
układ sterowania.• Smarowanie przekładni planetarnych i innych ruchomych elementów.• Chłodzenie elementów znajdujących się w ruchu.
Automatyczna skrzynia biegów z przekładnią bezstopniową (CVT)W pojazdach wyposażonych w tego typu skrzynię kierowca może w sposób stosunkowo
prosty i niezależny od sterowania automatycznego wpływać indywidualnie na dynamikę jazdy iwykorzystywanie wszystkich technicznych możliwości, jakie daje ta konstrukcja. W trybieautomatycznym może bowiem tylko dokonywać preselekcyjnego wyboru pomiędzy jazdąnajbardziej ekonomiczną i taką, przy której uzyskuje się najlepsze osiągi.
Rys. 2.8 – Przekładnia bezstopniowa
Źródło: http://www.eautonaprawa.pl/encyklopedia/bezstopniowaprzekladniaangivariablegeari/1964/Duża rozpiętość całkowitych przełożeń w układach napędowych z bezstopniowymi
skrzyniami biegów umożliwia wykorzystywanie najbardziej ekonomicznych zakresów pracysilnika, czyli jazdę z najmniejszym zużyciem paliwa. Z kolei uzyskiwanie osiągów lepszychniż w przypadku skrzyni biegów o stopniowanych przełożeniach wynika po pierwsze: zprzenoszenia siły napędowej bez przerw związanych ze zmianą przełożeń, a po drugie: zwykorzystywania tych zakresów prędkości obrotowej silnika, przy których odznacza się onnajwiększą elastycznością.
Pomiędzy silnikiem a tego typu skrzynią nie stosuje się sprzęgieł hydrokinetycznych.Moment obrotowy przenoszony jest z wykorzystaniem dwóch mokrych sprzęgieł ciernych, zktórych jedno służy do jazdy w przód, a drugie do cofania. Oba sprzęgła są sterowanehydraulicznie, a wartość ciśnienia płynu użytego do ich włączania i rozłączania obliczaodpowiedni elektroniczny moduł sterujący. To rozwiązanie również przyczynia się do
19
uzyskania większej sprawności przenoszenia napędu niż w przypadku automatycznej skrzynibiegów w jej klasycznej konstrukcji.
Hydrauliczne sterowanie sprzęgieł przez bardzo precyzyjną regulację ciśnienia płynuroboczego pozwala na uzyskiwanie „efektu pełzania”, czyli bardzo wolnego ruchu pojazdu (bezużycia pedału przyspieszenia) podczas manewrowania nim w trakcie parkowania.
W samej skrzyni moment obrotowy przenoszony jest z wału wejściowego(sprzęgłowego) poprzez przekładnię planetarną na pierwszą parę tarcz stożkowych, skąd zapośrednictwem klinowego pasa transmisyjnego przekazywany jest na drugą parę tarczstożkowych osadzonych na wale połączonym z przekładnią główną i mechanizmemróżnicowym. Pas transmisyjny jest łańcuchem drabinkowym o specjalnej konstrukcji. Składasię on z równoległych ogniw, tworzących w sumie obwód zamknięty. Przeniesienie napęduprzez pas transmisyjny realizowane jest na zasadzie tarcia, poprzez zakleszczanie się ogniwłańcucha pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami tarcz stożkowych.
Spośród tarcz tej samej pary jedna osadzona jest na wale przesuwnie. Jej ruch poosiowywymuszany jest siłownikiem hydraulicznym. Wzrost ciśnienia w cylindrze siłownikapowoduje zbliżenie się tarcz do siebie. Skutkiem tego pas transmisyjny wypierany jest wstronę ich obwodu. Tym samym zwiększa się czynna średnica koła pasowego. Zmniejszenieciśnienia w siłowniku daje oczywiście efekt odwrotny.
Rys. 2.9 – Schemat przenoszenia napędu
Źródło: opracowanie własneNajmniejszy stopień całkowitego przełożenia, czyli najwyższy bieg i maksymalną
prędkość jazdy osiąga się wówczas, gdy tarcze na wale wejściowym są do siebie zbliżonenajbardziej, a tarcze na wale wyjściowym najbardziej od siebie oddalone. Pas przekazujewówczas napęd z koła największego na najmniejsze. Biegowi najniższemu (używanemu doruszania), czyli największej wartości całkowitego przełożenia, odpowiada odwrotneustawienie obu ruchomych tarcz w parach. Siłowniki muszą zapewniać nie tylko realizacjępełnego zakresu zmiany przełożeń, lecz także optymalne dla warunków pracy przekładninapięcie pasa transmisyjnego, by mógł on pracować bez nadmiernych poślizgów. Siła dociskułańcucha do tarcz musi być zawsze adekwatna do wartości przenoszonego w danej chwilimomentu obrotowego, mierzonego odpowiednim czujnikiem na wale wejściowym.
20
Do wytwarzania ciśnienia w całym hydraulicznym układzie sterującym służy pompanapędzana przez wał wejściowy przekładni. Ciśnienie w poszczególnych siłownikachdozowane jest przez elektronicznie sterowany zespół elektrozaworów. Sygnały dozarządzającego nim procesora przesyłane są z czujników: docisku tarcz stożkowych, dociskutarcz sprzęgieł, prędkości obrotowej wału wejściowego, prędkości obrotowej wałuwyjściowego, położenia dźwigni wyboru trybu pracy przekładni.
W następnym module zostaną omówione pozostałe elementy układów przeniesienianapędu, omówiona i przedstawiona będzie budowa i zasada działania takich podzespołów jakwały, przeguby, półosie napędowe, przekładnie główne oraz mechanizmy różnicowe, a takżepółosie kół napędowych.
Bibliografia:
1. Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁ.
2. Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 2. Warszawa: WKŁ.
3. Praca zbiorowa (2008), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych. Warszawa: REA.
4. Fundowicz P. Radzimierski M. Wieczorek M, (2013), podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych. Podręcznik do nauki zawodu. Warszawa: WSIP.
5. Praca zbiorowa (2003), Budowa pojazdów samochodowych. Warszawa: REA.
Netografia:
1. www.eautonaprawa.pl Internetowy Serwis Branżowy2. www.sprzeglo.com.pl Sklep ze sprzęgłami
3. www.autoswiat.pl Portal motoryzacyjny
21
Top Related