PRAKTICKÁ DÍLNA PŘEVODOVÁ ÚSTROJÍ MOTOROVÝCH VOZIDEL, PŘENOS TOČIVÉHO MOMENTU ELEKTROHYDRAULICKÉ OVLÁDÁNÍ ŘEVODOVKY (ZF 4HP22EH)

Transkript

1 AUTOEXPERT KVĚTEN 2007 PŘEVODOVÁ ÚSTROJÍ MOTOROVÝCH VOZIDEL, PŘENOS TOČIVÉHO MOMENTU V posledních vydáních Praktické dílny jsme popsali různé systémy mechanických a automatických převodovek. V dnešním vydání na tuto problematiku navážeme, popíšeme ovládání automatické převodovky, zastavíme se u bezstupňových, poloautomatických a automatizovaných převodovek. Ve druhé části přejdeme dále v pohonném ústrojí k popisu rozdělovací převodovky, nápravového a mezinápravového diferenciálu a tento díl zakončíme spojovacími klouby. Příští část praktické dílny bude věnována již vlastnímu pohonu náprav a dostaneme se také k zavěšení kol. Celý seriál tvoří řada postupně překládaných kapitol z knihy Meisterwissen im KFZ Handwerk z našeho sesterského vydavatelství Vogel Verlag v Německu. ELEKTROHYDRAULICKÉ OVLÁDÁNÍ ŘEVODOVKY (ZF 4HP22EH) Kromě plně hydraulického je další možností automatické převodovky její elektrohydraulické ovládání, které se v poslední době prosazuje zejména u moderních stupňových převodovek. Výhodou elektrohydraulického ovládání je lepší možnost přizpůsobit řazení. Komfort řazení se zvyšuje snížením točivého momentu motoru během procesu řazení. Kromě toho je možné pomocí přepínače volby programu volit mezi různými režimy podle požadavků řidiče a vnějších podmínek. Veličiny, které jako vstupní informace řídicí jednotky ovlivňují stanovení okamžiku řazení, vyplývají z 1. V řídicí jednotce, která pracuje v součinnosti s řídicí jednotkou vstřikovacího zařízení Motronic, jsou uloženy charakteristiky 1 řazení. Po vyhodnocení vstupních informací řídicí jednotkou se podle požadovaného rychlostního stupně uvedou do činnosti příslušné elektromagnetické ventily v automatické převodovce. Platí to i o uzavírání, případně aktivaci blokovací spojky hydrodynamického měniče. Tlakový regulátor, umístěný v automatické převodovce, vyvolá v závislosti na velikosti přenášeného točivého momentu přesně stanovenou dobu prokluzu jejích spojek, čímž se zvyšuje kvalita řazení. Snížení točivého momentu motoru je vyvoláno krátkodobým zpožděním okamžiku zážehu (vznětu) prostřednictvím řídicí jednotky Motronic. Při výpadku řídicí elektroniky převodovka přeřadí na třetí rychlostní stupeň a v případě nutnosti se sepne i blokovací spojka hydrodynamic- Schéma elektronického řízení pro automatickou převodovku 4HP22EH (ZF). 1 AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA

2 AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA 2 AUTOEXPERT KVĚTEN 2007 kého měniče. Pomocí páky voliče automatické převodovky je možné mechanickohydraulicky zařadit polohy parkování, zpětný chod, neutrál a 3. rychlostní stupeň. Řízení základních funkcí pomocí páky voliče se provádí mechanicky, a to polohovým přepínačem na převodovce, který danou polohu převádí na elektrický signál. Řídicí jednotka převodovky pak v závislosti na jízdním odporu, požadovaném zatížení a poloze pedálu akcelerátoru automaticky zahajuje procesy řazení, které jsou dány aktivací příslušných elektromagnetických ventilů. Tím se ovlivňují hydraulické akční členy a regulátory tlaku automatické převodovky. ADAPTIVNÍ ŘÍZENÍ PŘEVODOVKY (AŘP) Dalším stupněm vývoje elektrohydraulického ovládání převodovky je adaptivní řízení. Pomocí elektroniky je možné volbu rychlostních stupňů lépe přizpůsobovat danému řidiči, jeho jízdnímu stylu a vnějším vlivům (adaptivní = schopný přizpůsobení). Jako veličiny, které ovlivňují řízení převodovky, se používají: poloha pedálu akcelerátoru, rychlost automobilu, aktivace Kick-down, aktuální příčné zrychlení, proces brzdění a zvolený program (např. S = sportovní program, A = adaptivní program řazení). Tyto vstupní informace zpracovává elektronická řídicí jednotka převodovky. V ní jsou uloženy programy řazení, které řídicí jednotka vybírá na základě přijímaných údajů, a podle nich pak stanovuje příslušný rychlostní stupeň. Pokud dojde ke změně některé ze vstupních informací, řídicí jednotka automaticky přejde na jiný program řazení. Podobně jako Adaptivní řízení převodovky (AŘP) pracuje i Dynamický řadicí 2 Páka voliče automatické převodovky s polohou Tiptronic. program (DŘP) u automatických převodovek vozidel Audi. Tyto moderní automatické převodovky se vyskytují též jako pětistupňové automatické převodovky s tzv. systémem Tiptronic 2. U systému Tiptronic je umožněno nastavit páku voliče do polohy, kdy se může pohybovat ve dvou volicích drážkách. Je-li páka voliče v levé drážce, řadí se rychlostní stupně automaticky, podle polohy páky voliče. Při přesunutí páky voliče z polohy D do pravé volicí drážky postačuje k provedení řazení lehký posun páky voliče v dané drážce. Pokud je posun páky voliče směrem dopředu, převodovka řadí o jeden rychlostní stupeň nahoru, v případě, že je tento malý posun směrem vzad, pak převodovka zařadí o jeden rychlostní stupeň dolů. Zařazený rychlostní stupeň je pak udržován beze změny (režim manuálního řazení). Bez zásahu obsluhy v tomto manuálním režimu řadí převodovka před dosažením nejvyšších otáček na nejbližší vyšší rychlostní stupeň, popř. naopak při 3 Názorné porovnání koncepcí a uspořádání planetových soukolí u převodovek 5HP24 a 6HP26. aktivaci Kick-down na nižší rychlostní stupeň za účelem zrychlení. Zařízení pro rozpoznání jízdy v zatáčce reaguje na příčné zrychlení, které je vypočítáváno z rozdílu otáček pravého a levého kola. Před zatáčkou je potlačeno řazení nahoru a udržuje se nižší rychlostní stupeň. Automobil zůstává ovladatelný a při výjezdu ze zatáčky je možné lépe zrychlit. Zařízení pro rozpoznání jízdy do kopce, které se spouští polohou plynového pedálu a akcelerací automobilu, potlačuje řazení nahoru. Tím se optimálně využívá brzdicího účinku motoru. Když řidič v tomto režimu krátce sešlápne brzdový pedál, dojde za účelem podpory brzdicím účinkem motoru k zařazení o jeden, maximálně dva stupně dolů. SYSTÉM SHIFT-LOCK Z bezpečnostních důvodů je možné automobily s automatickou převodovkou nastartovat jen v případě, že je páka voliče v poloze P nebo N, protože měnič točivého momentu neumožňuje úplné přerušení přenosu točivého momentu. Relé pro blokování spouštění umožní spustit motor pouze při současném sešlápnutí brzdového pedálu. Tak je zabráněno neúmyslnému zařazení rychlostního stupně. ŠESTISTUPŇOVÁ AUTOMATICKÁ PŘEVODOVKA 6HP26 V současné době převažují u osobních vozidel v kategorii automatických převodovek pětistupňové a šestistupňové převodovky s planetovými soukolími. Šestistupňové automatické převodovky zajišťují efektivnější jízdní výkon, pohodlí, komfort řazení a snížení spotřeby paliva a emisí škodlivin ve výfukových plynech. Šestistupňová automatická převodovka 6HP26 se skládá z již známé planetové převodovky Ravigneaux (její popis byl uveden v minulé praktické dílně) s předřazeným jednoduchým planetovým soukolím (soukolí Lepelletier). Tato nová převodovka je navržena pro vstupní točivé momenty až do velikosti 600 Nm. Rozsahem převodových stupňů 6,04 se dostává do oblastí, které byly až dosud vyhrazeny bezstupňovým převodovkám. Její celkový převod je volen tak, aby se i v dlouhém převodu šestého rychlostního stupně i při vyšších rychlostech využilo nízkých otáček motoru. V koncepci s předřazeným soukolím je možné vytvořit šest rychlostních stupňů vpřed a jeden vzad při použití pouhých pěti řadicích prvků tří spojek a dvou brzd 3. Není zde žádný rychlostní stupeň, který by využíval přímý záběr. Pro porovnání: Převodovka 5HP24 potřebovala ještě šest řadicích prvků pro pět rychlostních stupňů. Tato převodovka byla první, která má zabudován systém Shift-by-Wire 4 pro

3 AUTOEXPERT KVĚTEN Diagram systému Shift-by-Wire. osobní automobily a zabudovanou mechatroniku uvnitř skříně převodovky (modul, který se skládá z hydraulického řízení, elektroniky pro akční členy, snímačů a převodovky). To znamená, že základní funkce P, R, N a D se již nepřenášejí pomocí lanovodů nebo táhel, nýbrž elektricky. Kromě toho je u této převodovky realizována automatizovaná parkovací uzávěrka (blokace). Ta je deaktivována hydraulickým tlakem, který je vyvinut olejovým čerpadlem, je-li motor v chodu. Při výpadku jakékoliv pomocné energie, tzn. hydraulického tlaku nebo elektřiny, parkovací uzávěrka automaticky zapadne účinkem stlačené pružiny zpět. Další specialitou je zde trvalé vypnutí spojky Stand-by-Control (SBC), kdy elektronika u stojícího automobilu i přes zařazenou rychlost odpojuje motor od hnacího ústrojí. BEZSTUPŇOVÁ AUTOMATICKÁ PŘEVODOVKA (CVT = CONTINOUSLY VARIABLE TRANSMISSION) VARIÁTOR Na rozdíl od běžných automatických převodovek neexistuje u tohoto typu převodovek 5 žádné odstupňování jednotlivých rychlostních stupňů, ale v celém jízdním intervalu je pouze jeden plynulý měnitelný převod. Točivý moment motoru je přenášen přímo do převodovky. V pohonném řetězci není zařazen měnič točivého momentu. Někteří výrobci však mezi motor a převodovku vkládají elektronicky ovládanou spojku s elektromagnetickým práškem. Ze vstupní hřídele se točivý moment prostřednictvím planetového soukolí přivádí na primární kuželový kotouč (řemenici). Řemen nebo řetěz přenáší točivý moment dále na sekundární kuželový kotouč (řemenici) s výstupní hřídelí. Prostřednictvím další vložené hřídele se točivý moment přenáší dále na pohon nápravy. Pro přenos točivého momentu se původně používal klasický, velmi pevný klínový řemen. Ten u prvních bezstupňových převodovek (v malých automobilech DAF v 50. letech) přenášel točivý moment mezi dvěma pohyblivými páry ocelových kotoučů (řemenic s posuvnými boky). Avšak řemeny z umělých hmot vykazovaly malou životnost. Proto přetrvávala snaha o nalezení jiného řešení. Dnes jsou nejužívanější řemeny, jejichž základem jsou dva 5 Bezstupňová automatická převodovka (Ford). 1 vstupní hřídel 2 planetové kolo 3 spojka pro zpětný chod 4 korunové kolo 5 unášeč satelitů 6 spojka pro jízdu vpřed 7 primární pár kuželových kotoučů 8 sekundární pár kuželových kotoučů 9 posuvný řemen 10 výstupní hřídel k redukční převodovce a diferenciálu 11 primární hřídel svazky pásů z ušlechtilé oceli; ty pak nesou lisované kovové prvky. Po sevření mezi kotouči převodovky (variátoru) přitom každý tento prvek svým posuvem přenáší síly na ten následující. ZMĚNA PŘEVODU Pomocí hydraulického tlaku je možné axiálně posouvat vždy jednu polovinu (bok) primárního a jednu polovinu (bok) sekundárního kuželového kotouče. Pokud například působí hydraulický tlak na jednu polovinu (bok řemenice) primárního kuželového kotouče, zvětší se účinný průměr, na němž obíhá posuvný řemen. Zároveň se zmenší hydraulický tlak na sekundárním kuželovém kotouči a jeho účinný průměr se tím zmenší. Změna průměru kuželových kotoučů jde tedy proti sobě a tím se plynule mění převodový poměr; zároveň je tím zajištěno dostatečné napnutí řemenu. V okamžiku rozjezdu má primární kuželový kotouč nejmenší a sekundární kuželový kotouč největší účinný průměr (tedy nejvyšší převodový poměr nejnižší rychlostní stupeň ); při nejvyšší rychlosti se oba kotouče chovají opačně ( nejvyšší rychlostní stupeň ). Hydraulické ovládání plynulé změny převodu závisí na následujících vstupních veličinách: poloha páky voliče převodovky; poloha pedálu akcelerátoru (poloha škrticí klapky); 3 AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA

4 AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA 4 AUTOEXPERT KVĚTEN rychlost jízdy; otáčky motoru; okamžitý převodový poměr; jízdní odpory. Mimoto se v tomto typu převodovky nacházejí dvě lamelové spojky jedna pro jízdu vpřed a druhá pro zpětný chod. Při sepnutí spojky pro jízdu vpřed s pákou voliče v poloze D a L se zablokuje planetové soukolí a otáčí se se vstupní hřídelí jako jeden celek. V případě zařazení zpětného chodu se spojka pro jízdu vpřed uvolní a spojka pro zpětný chod se sepne. Tím se korunové kolo planetového soukolí zablokuje/spojí se skříní převodovky. Satelity poháněné jejich unášečem pohánějí planetové kolo a tím i primární 7 Multitronic schematické znázornění. (Zdroj: Audi) kuželový kotouč proti směru otáčení vstupní hřídele. BEZSTUPŇOVÁ PŘEVODOVKA MULTITRONIC Změna převodového poměru v bezstupňové automatické převodovce. Převodovka Multitronic nemá v principu nic společného s bezstupňovou převodovkou, jak ji známe z doby jejího vzniku, kdy řemen z umělé hmoty neprokázal požadovanou trvanlivost. Ochranná známka Multitronic zastupuje velmi sofistikovanou a náročně řízenou bezstupňovou automatickou převodovku společnosti Audi. Výhodou převodovky Multitronic je vedle patentovaného hydrodynamického snímače točivého momentu a dokonale promyšleného elektronického řízení také nový typ lamelového řetězu 8, který nahrazuje tradiční řemen. V porovnání s dosud používaným řemenem přináší nový typ ocelového lamelového řetězu (který je složen z 1024 kovových lamel spojených 73 páry čepů) daleko vyšší potenciál pro přenos točivého momentu, a v důsledku citlivého řízení přítlačné síly také vyšší účinnost. Malá konstrukční výška dovoluje menší průměry obíhání a velký rozsah nastavování mezi kotouči (boky) variátoru. Z toho vyplývá také velký rozsah převodového poměru mezi nejkratším a nejdelším převodem rozsah převodových stupňů je kolem 6. Rozsah je poměr převodového poměru při rozjezdu a převodového poměru koncového. Tato převodovka může přenášet točivé momenty až do 300 Nm 6. Automatická převodovka Multitronic přináší tyto výhody: nižší spotřebu paliva; spotřebu paliva shodnou v porovnání s mechanickými převodovkami; lepší jízdní výkony; nižší hladinu otáček i hluku; menší hmotnost; akceleraci bez přerušení hnací síly; funkci Tiptronic s 6 charakteristikami řazení a 6 rychlostními stupni; šestý rychlostní stupeň navržený do rychla.

5 AUTOEXPERT KVĚTEN Lamelový řetěz bezstupňové převodovky Multitronic. (Zdroj: Audi) 9 Konstrukce a princip funkce snímače točivého momentu. Točivý moment motoru se v případě převodovky Multitronic přenáší na převodovku jinak než u stupňových automatických převodovek. Přenáší se pomocí dvou mokrých lamelových spojek (jednou pro jízdu vpřed a druhou pro zpětný chod). Tento systém nabízí vyšší účinnost než hydrodynamický měnič točivého momentu, známý z běžných automatických převodovek. Spojky jsou ovládány hydraulicky. Tlak pro spojení právě požadovaného prokluzu je dán z elektronické řídicí jednotky na základě různých parametrů; je modulován pomocí ovládacího napětí přiváděného na regulační tlakový ventil. Pro ochranu proti přehřívání jsou spojky ochlazovány podle potřeby přesně stanoveným proudem oleje. Aby chlazením nebylo navíc zatěžováno olejové čerpadlo, je pro chlazení spojek vložen samostatný ejektor (rozstřikovač). Cíleným přizpůsobením tlaku ve spojce je dosaženo přenosu hnacího točivého momentu, který zajišťuje pomalou jízdu vozidla. Vozidlo se chová tak, jak je obvyklé u automatické převodovky s hydrodynamickým měničem točivého momentu. Regulace umožňuje proces řazení bez sešlápnutí pedálu akcelerátoru a zvyšuje tak pohodlí při jízdě. Specialitou regulace je snížení točivého momentu pro pomalou jízdu, kdy vozidlo stojí a brzda je sešlápnuta, čímž se od motoru vyžaduje menší točivý moment (spojka je povolená). To se příznivě projevuje na spotřebě paliva a vede i ke zvýšení pohodlí při jízdě, protože se zlepšuje akustický komfort a rovněž brzdné síly potřebné k zastavení automobilu jsou výrazně menší. Kromě toho se v důsledku regulovaného prokluzu umožňuje tlumení otáčivého kmitání motoru a prostřednictvím adaptivní regulace se podle opotřebení dosahuje stále stejných vlastností spojky. Spojka přenáší točivý moment motoru prostřednictvím planetového soukolí a vloženého převodu dále na variátor. Úkolem planetového soukolí je pouze umožnit obrácení smyslu otáčení při chodu vzad. Žádná změna převodu se pomocí planetového soukolí neprovádí! Vložený převod má dva úkoly: za prvé z hlediska úspory místa zajišťuje optimální umístění variátoru a za druhé je možno pomocí různých převodových poměrů v této bezstupňové převodovce přizpůsobit hnací ústrojí většímu počtu variant motorů. Variátor s lamelovým řetězem se skládá ze dvou přestavitelných sad kotoučů, mezi nimiž se pohybuje lamelový řetěz jako prostředek pro přenos točivého momentu. Každá sada kotoučů je vybavena axiálně posouvatelným kuželovým kotoučem. Jeho prostřednictvím se plynule mění oběžný průměr lamelového řetězu a tím i převodový poměr 7. Řetěz bezstupňové automatické převodovky Multitronic se skládá z lamel řazených vedle sebe a spojených vždy dvěma kolébkovými tlačnými čepy do nekonečného pásu. U řetězů bezstupňových převodovek jsou spojovací tlačné čepy, které přesahují boční okraje řetězu, svírány mezi kuželovými kotouči variátoru, které jsou tlačeny proti sobě. Točivý moment se přenáší pouze silou tření mezi čelní plochou tlačných prvků čepů a dosedacích ploch kuželových kotoučů 8. Variátor se skládá ze dvou párů kuželových kotoučů, primární (1) a sekundární (2) sady a ze speciálního lamelového řetězu, který obíhá (odvíjí se) mezi oběma páry kuželových kotoučů v klínovém průřezu, jež tyto kotouče tvoří mezi sebou. Řetěz přitom slouží jako prvek pro přenos 5 AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA

6 AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA 6 AUTOEXPERT KVĚTEN 2007 sil (točivého momentu) mezi jednotlivými sadami kotoučů. Sada kotoučů 1 je poháněna motorem přes vložený převod. Točivý moment motoru je řetězem přenášen na sadu kotoučů 2 a odtud pak na pohon nápravy. Jeden z kuželových kotoučů dané sady se může vždy na hřídeli posouvat, čímž lze plynule měnit průměr odvíjení řetězu a tím i převodový poměr. Obě sady kotoučů se musí současně přestavit tak, aby byl řetěz neustále napnutý a aby byla zajištěna přítlačná síla kotoučů, nutná pro přenos sil. Na posunovatelné kuželové kotouče působí dva tlaky: tlak z přítlačného válce a tlak z přestavovacího válce. Přítlačný tlak zajišťuje, aby byl řetěz v každém režimu zatížení optimálně předepnutý a přitom vytvářel na bocích lamelového řetězu dostatečný tlak aby jednak při přenosu velkých točivých momentů řetěz neprokluzoval, ale také aby při přenosu malých točivých momentů nedocházelo k vysokým ztrátám třením. Přítlačný tlak se automaticky řídí snímačem točivého momentu na sadě hnacích kotoučů. Tento snímač točivého momentu se skládá ze dvou kotoučů s miskami, v nichž jsou umístěny kuličky. Když se tyto kotouče vzájemně otáčejí pod určitým točivým momentem, dochází k jejich osovému posunutí. Tato axiální síla se přenáší na přítlačný válec, který na své straně uvolní 11 Přenos dat prostřednictvím sběrnice CAN. 10 Elektronická řídicí jednotka se zabudovanými snímači je umístěna do skříně převodovky. Signály ze snímačů mohou být analyzovány jen vyhodnocením celé skupiny naměřených hodnot. řídicí otvory pro zvyšování, resp. snižování přítlačného tlaku. Axiální síla, vyvozená snímačem točivého momentu, slouží jako ovládací síla, která je úměrná točivému momentu motoru. Podle velikosti této řídicí síly se nastavuje tlak v přítlačném válci 9. Ve špičkách točivého momentu se axiálního posunutí přítlačného válce prostřednictvím snímače točivého momentu využívá k tomu, aby se rázově vytvořil tlak pro zamezení prokluzování řetězu i v kritických (hraničních) oblastech. Hodnota tlaku v přestavovacím válci je nastavena pomocí různých ventilů podle údajů stanovených elektronikou řídicí jednotky hydraulického ovládání. Hydraulický okruh tak vytváří spojovací článek mezi řídicí elektronikou a mechanikou. Tlak v systému je vytvářen křídlovým čerpadlem, poháněným vstupní hřídelí převodovky. Toto čerpadlo je umístěno přímo v řídicí jednotce hydrauliky. Hydraulika však nepřevádí jen příkazy elektronické řídicí jednotky. O řízení variátoru rozhoduje také poloha páky voliče (P, R, N nebo D). Variátor tak např. při zpětném chodu zůstává v převodu pro rozjezd, nezávisle na otáčkách motoru a rychlosti vozidla (která je ostatně v tomto pracovním režimu omezena elektronikou). Mechanické spojení mezi pákou voliče a převodovkou vytváří stejně jako dříve bovdenové lanko. Olej v automatické převodovce se chladí pomocí chladiče této kapaliny, který je zabudován do chladiče motoru. K výměně tepla tak dochází s chladicí kapalinou v chladicím okruhu motoru. Poslední konstrukční skupinou a zároveň mozkem převodovky Multitronic je elektronická řídicí jednotka. Ta je umístěna přímo v převodovce a je připojena na ří-

7 AUTOEXPERT KVĚTEN Převodovka Transmatic ZF pro užitkové automobily s mechanickou spojkou s hydrodynamickým měničem točivého momentu (WSK) ve schematickém zobrazení. dicí jednotku hydraulického okruhu. Pro ovládání převodovky jsou zapotřebí pouze tři výstupní signály: ovládací proud pro regulaci prokluzu spojky, další signál je pro regulaci převodového poměru (tlak v přestavovacím válci) a třetím je řídicí signál pro elektromagnetický ventil chlazení spojky, resp. vypnutí spojky. Informace pro výpočet těchto signálů dostává řídicí jednotka ze zabudovaných snímačů, ze sběrnice CAN a dalších rozhraní připojených k periferiím automobilu 10. V řídicí jednotce jsou integrovány tyto snímače: snímač přítlačného tlaku, snímač tlaku oleje ve spojce, snímač teploty převodového oleje, snímač vstupních otáček převodovky, dva snímače pro výstupní otáčky převodovky a multifunkční přepínač. Pro snímání výstupních otáček převodovky se používají dva snímače z toho důvodu, že se z jejich vzájemného výstupu zároveň určuje i směr otáčení. Multifunkční přepínač signalizuje řídicí jednotce polohu páky voliče. Skládá se ze čtyř Hallových snímačů, jejichž signály jsou přenášeny jako polohy mechanických spínačů. V důsledku integrace do řídicí jednotky není možné měřit signály ze snímačů běžnými prostředky. Jejich kontrola je možná pouze pomocí diagnostického testeru přečtením paměti závad nebo vyhodnocením bloku naměřených hodnot. Informace, které si řídicí jednotka vyměňuje s jinými systémy automobilu, ukazuje 11. Kromě přenosu dat prostřednictvím sběrnice CAN se využívají ještě rozhraní k následujícím periferiím automobilu: otáčky motoru, jízdní rychlost, rozpoznávání zapnutí jednotky Tiptronic, Tiptronic ve funkci řazení dolů a Tiptronic ve funkci řazení nahoru, dále výstupní signál ukazatele rychlostního stupně (pro displej sdruženého přístroje na přístrojové desce) a také diagnostika a programování. Další specialitou elektronického řízení převodovky je možnost aktualizace softwaru při případných závadách. To lze provést pomocí tzv. flash- -PROM. Jde o stavebnicový paměťový modul, jehož program je možné i v zabudovaném stavu přepisovat na nové verze výpočtu výstupních signálů prostřednictvím diagnostického rozhraní. Programování pomocí flash paměti je však nutno provést pouze v případě, kdy lze závady odstranit změnou programu. POLOAUTOMATICKÁ PŘEVODOVKA U ZF-Transmatic pro užitkové automobily 12 je použita kombinace mechanické třecí spojky s měničem točivého momentu (WSK). Pro řazení rychlostních stupňů v následně zařazené šestistupňové převodovce ZF-Synchroma-S přitom řidič aktivuje spojku pomocí spojkového pedálu s posilovačem. Hydrodynamický měnič točivého momentu, který pracuje na principu Trilok, je navíc vybaven blokovací spojkou (na 12 ). Tato spojka slouží k tomu, aby mechanicky vyřazovala čerpadlové a turbínové kolo měniče točivého momentu v případě, že by dlouhá doba s velkým rozdílem otáček čerpadlového a turbínového kola vedla k nadměrnému ohřevu oleje v měniči a následnému přehřívání převodovky. Ovládání blokovací spojky probíhá automaticky. Pomocí zaří- zení Kick-down je možné měnič kdykoliv znovu aktivovat, aby bylo při předjíždění dosaženo vyššího výkonu nebo větší tažné síly. AUTOMATIZOVANÁ ŘADICÍ PŘEVODOVKA SEKVENČNÍ PŘEVODOVKA Ve snaze o zvýšení komfortu obsluhy automobilu jsou mnoha výrobci automobilů nabízeny automatizované mechanické převodovky, nazývané také sekvenčními, ve kterých je pořadí rychlostních stupňů podobně jako u převodovek motocyklových vždy za sebou (tedy sekvenční). Výhody mechanických převodovek, jako jsou vysoká účinnost, nízká hmotnost a levná výroba, zůstávají ve srovnání s automatickými převodovkami zachovány. Řidič si může zvolit, zda využije řazení rychlostních stupňů pomocí řadicí páky nebo kolébkovými spínači na volantu (např. Alfa Romeo Selespeed jako Shift-by-Wire). Poněkud vyšší hmotnost těchto převodovek je vzhledem k celkové hmotnosti automobilu zanedbatelná, spotřeba paliva se v porovnání s běžnou mechanickou převodovkou nemění. K těmto převodovkám jsou často montovány tzv. systémy Add-on; to znamená, že sériové převodovky jsou rozšířeny o přídavné moduly, jako jsou: ovládač spojky; ovládač převodovky; samočinně nastavitelná spojka; řídicí jednotka. Pro rozpojení a přenos točivého momentu je zařazena spojka SAC. Ta má po 7 AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA

8 AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA 8 AUTOEXPERT KVĚTEN 2007 celou dobu životnosti konstantní vysouvací sílu, která se nezvětšuje ani při opotřebení třecího kotouče spojky. Jako ovládací zařízení se využívají různé konstrukce hydraulického (např. BMW M13, Renault Twingo, VW Lupo) nebo elektrického (Opel Easytronic, Mercedes-A, Smart) typu. Ovládací člen spojky se skládá z řídicí jednotky, elektromotoru se šnekovým převodem a snímacím válcem 13. Prostřednictvím snímače dráhy jednotka rozpozná polohu válce snímače a v závislosti na okamžitých podmínkách uvede spojku do činnosti. To znamená, že je nutné urazit jen takovou 14 Řídicí moduly převodovky SMG II společnosti BMW. dráhu spojky, která je zapotřebí k rozpojení přenosu točivého momentu v okamžiku řazení, aby se tím dosáhlo rychlejšího průběhu řazení. Navíc se ovládání spojky přizpůsobuje i jejímu opotřebení. K převodovce je namontován ovládač převodovky, který obsahuje dva elektromotory pro volbu rychlostního stupně. Jeho pomocí je možné rychlostní stupně řadit v libovolném pořadí. Proces synchronizace a řazení je možno provádět velmi hladce, protože integrovaná předepjatá pružina zkracuje dobu řazení a chrání řadicí mechanismus proti přetěžování. 13 Easytronic pro Opel Corsa. (Zdroj: Opel) Obsluha převodovky probíhá takto: Spuštění motoru automobilu je z bezpečnostních důvodů možné jen v případě, že je sešlápnut brzdový pedál v řadicí poloze N. Pokud řidič volí rychlostní stupeň manuálně, určuje řazení nahoru nebo dolů krátkým posunutím řadicí páky v určitém směru (doleva doprava nebo dopředu dozadu, záleží na konkrétním výrobci). Není k tomu nutné používat spojkový pedál. V průběhu řazení řídicí jednotka automaticky přeruší akceleraci na základě komunikace řídicí jednotky převodovky s řídicí jednotkou motoru prostřednictvím 1 ovládání Drivelogic 2 senzory řadicí páky 3 spínač řazení na volantu 4 modul pedálu akcelerátoru 5 snímač tlaku a teploty v hydraulické jednotce 6 snímač polohy spojky 7 snímač polohy rychlostního stupně 8 otáčky vstupní hřídele převodovky 9 teplota oleje v převodovce 10 kontakty kapoty motoru 11 snímač podélného zrychlení 12 řídicí jednotka motoru 13 řídicí jednotka převodovky SMP II (sekvenční mechanická převodovka) (Zdroj: MOT)

9 AUTOEXPERT KVĚTEN 2007 sběrnice CAN. Pokud řidič pohne řadicí pákou pro řazení vyššího stupně dopředu, řídicí jednotka motoru přizpůsobí jeho otáčky cílovým otáčkám pro zvolený rychlostní stupeň. Na elektromotor ovládače spojky je přiváděn elektrický proud. Snímač dráhy ovládače spojky ohlásí proces rozpojení řídicí jednotce převodovky. Po rozpojení spojky je pomocí ovládacích elektromotorů zařazen rychlostní stupeň. Poté je spojka opět sepnuta 14. V automatickém režimu jsou změny rychlostních stupňů prováděny jednotkou převodovky samočinně. Prostřednictvím propojení s ostatními snímači v automobilu jsou integrovány pomocné funkce, jako je např. asistent rozjezdu ve stoupání (aby automobil při rozjezdu v kopci necouvl), snímač příčného a podélného zrychlení (pro regulaci jízdní dynamiky), řazení na nižší rychlost při jízdě do zatáčky nebo asistent pro akceleraci. Z bezpečnostních důvodů není možné zařazení rychlosti, je-li otevřená kapota motoru. Po vypnutí zapalování se spojka automaticky sepne, takže má-li automobil zařazenou rychlost, není možné jej odtáhnout. Tyto převodovky jsou schopné vlastní diagnostiky a případné závady jsou signalizovány kontrolkou na přístrojovém panelu. AUTOMATIZOVANÁ PŘEVODOVKA PRO UŽITKOVÉ AUTOMOBILY U užitkových vozidel a dálkových autobusů je nasazení plně automatických převodovek velmi problematické, navíc se nadměrně zvyšuje spotřeba paliva. U městských autobusů se automatické převodovky dokázaly prosadit. Jejich čtyři rychlostní stupně (popř. pět) však mohou optimálně pokrýt jen omezenou oblast rychlostí, vhodnou pro použití zejména v dopravě na krátké vzdálenosti. S automatizovanými převodovkami AS- -Tronic je ovšem možné spojit výhody mechanické převodovky (příznivá spotřeba paliva) s komfortem obsluhy automatických převodovek. Zcela integrovaný systém převodovky včetně akčních členů, elektroniky převodovky a případně odlehčovací brzdy je umístěn v jediné skříni, vyrobené z hliníkové slitiny. Řazení rychlostních stupňů zajišťuje řadicí modul se zabudovanou elektronikou a řadicím válcem, ovládaným tlakovým vzduchem. Při jízdě v automatickém režimu převodovka řadí automaticky nahoru i dolů, především v závislosti na zatížení motoru. Pro rozjezd volí elektronika předběžně jeden ze čtyř rychlostních stupňů pro rozjezd. Řidič může tuto volbu korigovat pomocí posunutí řadicí páky nebo ovládacím prvkem na volantu (nebo v jeho blízkosti). Na základě komunikace s řídicí jednotkou motoru se změna rychlostních stupňů provede automaticky s meziplynem nebo s vloženým řazením. Převodovka Geartronic společnosti Volvo se jako automatizovaná a synchro- 9 AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA

10 AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA 10 AUTOEXPERT KVĚTEN 2007 nizovaná čtrnáctistupňová převodovka vyrovná svou konstrukcí převodovkám pro osobní automobily, avšak dokáže přenášet vstupní točivé momenty až kolem 2500 Nm. PŘEVODOVKA S DVOJITOU SPOJKOU Převodovka s dvojitou spojkou spojuje výhody klasické převodovky s výhodami převodovky automatické. Skládá se ze dvou vzájemně spojených předlohových převodovek, z nichž jedna vytváří sudé a druhá liché převodové stupně 15.Na straně vstupu jsou obě dílčí převodovky opatřeny vždy jednou spojkou, konstruovanou pro řazení pod zatížením. Řazení převodových stupňů probíhá vždy v té dílčí převodovce, ve které nedochází k přenosu sil, přičemž je využito synchronizace. Volkswagen nabízí jako první ve svých sériových automobilech převodovku se dvěma mokrými lamelovými spojkami, jejichž předností je možnost řazení bez přerušení působení tažné síly. Tato konstrukce nachází četné využití ve sportovních vozech. 15 Schéma převodovky s dvojitou spojkou. ODTAHOVÁNÍ OSOBNÍCH VOZIDEL S OHLEDEM NA ZABUDOVANÝ TYP PŘEVODOVKY ODTAHOVÁNÍ VOZIDEL S POŠKOZENOU PŘEVODOVKOU U vozidel se standardní koncepcí pohonu (motor vpředu, pohon zadních kol) je nutné kloubovou hřídel odmontovat na diferenciálu zadní nápravy a zajistit proti jejímu volnému pohybu. U vozidel s předním (motor vpředu, pohon předních kol) nebo zadním pohonem (motor vpředu, pohon zadních kol) je nutné vozidlo postavit tak, aby poháněná náprava byla zvednuta a neměla kontakt s vozovkou, tedy táhnout na jeřábu s podepřením, přičemž poháněná náprava je zvednuta nahoru. ODTAHOVÁNÍ VOZIDEL S POŠKOZENÝM MOTOREM V naprosté většině případů musí být automobil s poškozeným motorem odtažen. a) Odtahování osobních vozidel se standardní koncepcí pohonu (motor vpředu, pohon zadních kol, spojení kloubovou hřídelí) Při kratších vzdálenostech přibližně do 20 km a rychlosti vlečení asi do 60 km/h nečiní odtah takového vozidla žádné problémy. Je-li třeba automobil odvléci na delší vzdálenost, je třeba každých přibližně 10 km při sešlápnutém spojkovém pedálu na krátkou dobu zařadit vyšší převodový stupeň, znovu vyřadit a opatrně opět zařadit. Tím se při zařazeném vyšším převodovém stupni otáčí předlohová hřídel kolem ozubeného kola vstupní hřídele. Ozubená kola předlohové hřídele tak vynesou výše dostatečné množství oleje, takže ložiska kol rychlostních stupňů a hlavní hřídele převodovky se opět namažou. Je-li nutné vléci automobil na delší vzdálenost a vyšší rychlostí, je třeba bezpodmínečně odmontovat kloubovou hřídel pohonu zadní nápravy a bezpečně ji k automobilu upevnit. Při odtahování nákladních automobilů a pick-upů je nutné dbát přesně údajů výrobce pro vlečení. Případně je třeba převodovku dostatečně doplnit olejem. b) Odtahování osobních vozidel s motorem vpředu a pohonem předních kol nebo motorem vzadu Odtah těchto vozidel nečiní žádné obtíže. Otáčí se uvnitř umístěná výstupní hřídel. Protože je ponořena do olejové lázně, je mazání převodovky stejně kvalitní jako při jejím běžném provozu při jízdě. Vzdálenost ani rychlost vlečení nejsou z hlediska převodovky nijak omezovány. c) Odtahování osobních vozidel s automatickou převodovkou Je třeba bezpodmínečně dbát pokynů výrobce osobního automobilu pro vlečení! Tyto pokyny bývají většinou obsaženy v návodu k obsluze příslušného automobilu. Protože jsou planetová soukolí z hlediska způsobu mazání daleko citlivější než mechanické stupňové převodovky, někteří výrobci vlečení automobilů s automatickou převodovkou zakazují! Základním pravidlem, které udává většina výrobců, pak je: vzdálenost vlečení maximálně 50 km, rychlost vlečení maximálně 50 km/h. Pokud je třeba automobil odtáhnout na větší vzdálenost, je třeba kloubové hřídele odpojit, jak už bylo popsáno dříve. Výjimkou jsou vozidla s automatickými převodovkami, které jsou vybaveny druhým olejovým čerpadlem (sekundárním) ta je možné vléci bez problémů. Vzdálenost ani rychlost odtahování nejsou z hlediska převodovky nijak omezovány. Sekundární čerpadlo totiž není poháněno motorem, ale vstupní hřídelí převodovky, která je nerozebíratelně spojena s hnacími koly automobilu. Když se automobil pohybuje, pohání se tím i sekundární čerpadlo, které tak čerpá olej do hydrodynamického měniče ten se pak dostává dále do planetové převodovky a v ní maže všechny součásti. ODTAHOVÁNÍ VOZIDEL S POLOAUTOMATICKOU PŘEVODOVKOU U osobních automobilů s předním nebo zadním pohonem není vlečení žádným problémem. Vzdálenost ani rychlost vlečení nejsou z hlediska převodovky nijak omezovány. (Způsob mazání převodovky je stejný, jako byl popsán v odst. b).) Při normálním uspořádání přenosu točivého momentu platí to, co již bylo popsáno pod bodem a) Odtahování osobních automobilů standardní konstrukce. NATAHOVÁNÍ VOZIDEL NA PLOŠINU Všechny osobní automobily s mechanickou stupňovou převodovkou a spojkou obsluhovanou řidičem je možné vytáhnout bez omezení.

11 AUTOEXPERT KVĚTEN 2007 NATAHOVÁNÍ VOZIDEL S PLNĚ AUTOMATICKOU PŘEVODOVKOU V zásadě není možné, protože pro zařazení rychlosti je zapotřebí hydraulický tlak. Protože motor není v chodu, nepracuje ani olejové čerpadlo. V důsledku toho není k dispozici žádný hydraulický tlak, takže není možné zařadit žádný rychlostní stupeň. Výjimkou jsou opět plně automatické převodovky, které jsou vybaveny druhým olejovým čerpadlem sekundárním čerpadlem. Například některé typy vozidel Mercedes-Benz vybavené automatickými převodovkami je proto možné natahovat na plošinu. Požadovaná rychlost natahování je však přitom větší, než je vyžadováno u poloautomatických převodovek. ROZDĚLOVACÍ PŘEVODOVKA, MEZINÁPRAVOVÝ DIFERENCIÁL Rozdělovací převodovka rozděluje točivý moment, který je přenášen od motoru, přes stupňovou převodovku mezi přední 17 Schéma pohonu nákladního vozidla 4 x 4. Dvoustupňová rozdělovací převodovka bez mezinápravového diferenciálu a zadní nápravu vozidla. Nachází uplatnění ve vozidlech, která mají pohon více než jedné nápravy. Již dlouhou dobu se používá v nákladních automobilech a pracovních strojích, které jsou vybaveny pohonem všech kol. Schematické znázornění umístění rozdělovací převodovky v nákladním vozidle 4 4 ukazuje 16. Rozdělovací převodovky jsou buď jednostupňové nebo dvoustupňové. Pro terénní nákladní vozidla se nejčastěji používá dvoustupňová rozdělovací převodovka, kde jeden rychlostní stupeň je určen pro pohyb vozidla na silnici (převodový poměr je většinou kolem 1) a druhý převodový stupeň je určen pro pohyb vozidla v terénu, což bývá nazýváno jako redukce (rozsahové převody) 17. Rozdíl mezi oběma těmito převody je určen v rámci celého poháněcího řetězce; je stanoven na základě celkové hmotnosti vozidla a účelu jeho použití. Rozdělovací převodovky lze dále rozlišit podle toho, zda obsahují mezinápravový diferenciál či nikoliv: a) Rozdělovací převodovka bez mezinápravového diferenciálu s volitelným připojením pohonu přední nápravy AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA

12 AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA 12 AUTOEXPERT KVĚTEN Rozdělovací dvoustupňová převodovka s mezinápravovým diferenciálem (D) a uzávěrkou. Sp uzávěrka diferenciálu 5 výstup pro pomocný pohon přídavných agregátů 6 aktivace přídavného pohonu v terénu, permanentně je poháněna pouze zadní náprava 17. Při zapnutém pohonu přední nápravy (řadicí objímka na 17 v dolní části obrázku se posune doprava) spojí vzájemně pohon přední i zadní nápravy, a to jak při zařazeném silničním rychlostním stupni, tak při redukovaném rychlostním stupni určeném pro jízdu v terénu. Připojení přední nápravy je dovoleno pouze v terénu na povrchu se zhoršenými adhezními podmínkami. b) Rozdělovací převodovka s mezinápravovým diferenciálem, permanentně jsou poháněny obě nápravy vozidla, točivý moment je rozdělován v určitém poměru. Diferenciál je vybaven připojitelnou uzávěrkou 18. Mezinápravový diferenciál (D na 18 ) zajišťuje při zařazeném rychlostním silničním i terénním stupni rozdělení točivého momentu v poměru 33 % pro pohon přední a 67 % pro pohon zadní nápravy. Toto rozdělení zohledňuje zatížení náprav nákladního vozidla; v praxi se používají i jiné poměry rozdělení točivého momentu. Mezinápravový diferenciál D je navržen jako diferenciál s čelním nebo kuželovým ozubením a je vybaven samostatnou uzávěrkou (Sp) s mechanickým ovládáním. Ta slouží k tomu, aby v těžkém terénu zabránila protáčení kol jedné nápravy. Je-li tato uzávěrka sepnuta, pak je pohon přední a zadní nápravy pevně spojen. Uzávěrku je možné použít pouze v těžkém terénu za snížených adhezních podmínek! Rozdělovací převodovky mohou být vybaveny výstupem pro pohon pomocných agregátů (pozice 5 na 18 ), který lze zapnout na stojícím i pohybujícím se vozidle. V současné době se používají rozdělovací převodovky dvouhřídelové a tříhřídelové. U dvouhřídelových rozdělovacích převodovek odpadá předlohová hřídel z 17 a 18. Rozdělovací převodovky dvouhřídelové se používají ve vozidlech, kde jsou přenášeny vyšší točivé momenty. U dvouhřídelových rozdělovacích převodovek je však smysl otáček na výstupu opačný než na vstupu, což musí být upraveno např. obrácením ozubeného talířového kola rozvodovky. VISKÓZNÍ SPOJKA Viskózní spojky 19 mají široké uplatnění; lze s nimi nahradit rozdělovací převodovku (např. VW Golf Synchro) nebo též uzávěrku mezinápravového či nápravového diferenciálu. KONSTRUKCE Viskózní spojka se skládá ze skříně spojky, ve které se nacházejí vnější lamely s otvory, které jsou pevně spojeny se skříní a nemohou se otáčet. Dále jsou ve skříni viskózní spojky umístěny vnitřní lamely, v nichž jsou štěrbiny, jež jsou pevně spojeny s výstupní hřídelí, se kterou se otáčejí. Oba typy lamel jsou položeny v několika vrstvách a navzájem se nedotýkají. Skříň spojky je naplněna silikonovou kapalinou; skříň je dokonale utěsněná, a proto také nevyžaduje prakticky žádnou údržbu. PRINCIP FUNKCE Přes vstupní hřídel je na skříň spojky přiváděn točivý moment. Spolu s ní jsou unášeny i vnější lamely, takže mezi nimi a vnitřními lamelami dochází k tzv. střihovému efektu tzn. že kapalina, která se nachází ve skříni spojky a která na lamelách ulpívá, je usmykována. Viskozita kapaliny je natolik vysoká, že při větších 19 Viskózní spojka.

13 AUTOEXPERT KVĚTEN rozdílech v otáčkách mezi vnitřními a vnějšími lamelami jsou vnitřní lamely kapalinou unášeny. S rostoucí teplotou a tlakem se viskozita kapaliny zvyšuje, čímž se zvyšuje i pevnost ve střihu, takže dochází až k téměř 100% blokovacímu účinku a pevnému spojení vstupní a výstupní hřídele. 21 Diferenciál Torsen (Audi). Spojka Haldex. (Zdroj: VW) SAMOSVORNÝ DIFERENCIÁL TORSEN Společnost Gleason odvodila tento název ze dvou anglických slov Torque Sensing 13 (tzn. citlivý na točivý moment). U tohoto typu diferenciálu se využívá vlastností šnekového soukolí 20. Změnou úhlu stoupání šneku je možné šnek pohánět šnekovým kolem (například řízení se šnekovým převodem). To znamená: Čím strmější je úhel stou- AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA

14 AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA 14 AUTOEXPERT KVĚTEN 2007 pání šneku, tím menší je jeho samosvornost. KONSTRUKCE A PRINCIP FUNKCE Diferenciál Torsen je kombinací šnekového (samosvorného) diferenciálu a diferenciálu s koly s čelním ozubením (nesamosvorného). Ve skříni diferenciálu se nacházejí tři páry hřídelí, každá se dvěma šnekovými koly a čtyřmi koly s čelním ozubením a dále dvěma šneky. Každé šnekové kolo je pevně spojeno se dvěma čelními ozubenými koly. Těchto šest hřídelí je uloženo ve skříni diferenciálu. Jeden ze šneků je spojen s výstupem (hřídelí) pro pohon přední nápravy, druhý ze šneků je spojen s výstupem pro pohon zadní nápravy. Točivý moment je přiváděn na skříň diferenciálu, která s sebou unáší s ní spojené hřídele se šnekovými koly. Ta zase pohánějí oba šneky pro pohon přední a zadní nápravy. Dojde-li k rozdílu otáček (např. při jízdě do zatáčky), vyrovnává se tento rozdíl prostřednictvím čelních ozubených kol mezi přední a zadní nápravou. Rychleji se otáčející šnek pohání tři šneková kola. Třemi ozubenými koly s čelním ozubením, která jsou vzájemně v záběru, jsou unášena zbývající ozubená 22 kola a otáčejí druhým šnekem otáčkami odpovídajícími danému převodu. Diferenciál Torsen je navržen většinou tak, aby přenos točivého momentu z jedné hřídele na druhou probíhal s poměrem max. 3,5 : 1. SPOJKA HALDEX Dalším typem konstrukce lamelových spojek citlivých na otáčky jsou spojky typu Haldex, které se montují do vozidel koncernu VW a Volvo se stálým pohonem všech kol. Spojka Haldex 21 je regulovatelná. Pro rozdělování hnacích sil není rozhodující pouze prokluz, ale také aktuální jízdní dynamika automobilu. Počítač prostřednictvím sběrnice CAN získává údaje ze snímačů otáček kol systému ABS a z řízení motoru. S těmito údaji má počítač k dispozici všechny důležité informace o rychlosti, jízdě do zatáčky, brzdění motorem nebo akceleraci a prokluzu kol a může tak optimálně reagovat na jízdní situaci. Spínací tlak je vytvářen prstencovým pístem, který je aktivován kotoučovou vačkou v případě rozdílu otáček vstupní a výstupní hřídele. Válečkové ložisko pístu přitom obíhá po dráze kotoučové vačky nahoru a dolů. Tento pohyb nahoru a dolů převádí váleček na píst. Píst se tak uvádí do zdvihového pohybu a vytváří tlak oleje. Tento tlak oleje se olejovým Spojka Haldex znázornění systému bez působení tlaku. (Zdroj: VW) kanálkem dostává na pracovní píst. Pracovní píst se tak tlakem oleje posunuje doleva proti válečku ložiska a přítlačnému kotouči s lamelami. Lamely se díky tomu přitisknou k sobě. Vytváří se tak spojení mezi vstupní a výstupní hřídelí spojky a tím i pohon obou náprav vozidla. Elektromagnetickým ventilem řídicí jednotka reguluje tlak oleje tak, že může dosahovat proměnlivého zavíracího účinku mezi 0 a 100 %. Při otáčkách motoru vyšších než 400 min -1 se navíc uvádí do činnosti elektricky poháněné olejové čerpadlo. Následkem tohoto dodatečného tlaku oleje odeberou pracovní písty vůli mezi lamelami, takže se dosahuje rychlejší reakce spojky 22. V porovnání s viskózní spojkou je výhodou lamelové spojky to, že v ní nedochází k žádnému pevnému spojení a při brzdění se obě nápravy navzájem rozpojí. Spojka Haldex je tak zcela kompatibilní s moderními systémy regulace jízdní dynamiky, jako je ESP. Vlečení vozidla je při zvednuté nápravě možné bez poškození. HNACÍ HŘÍDELE A KLOUBY HNACÍCH HŘÍDELÍ Pro přenos točivého momentu z motoru umístěného vpředu na hnací ústrojí zad-

15 AUTOEXPERT KVĚTEN Uspořádání kloubové hřídele do Z a do W. Úhly ohybu ß 1 aß 2 obou kloubů musí být stejné. 24 ní nápravy se využívá kloubových hřídelí, protože relativní pohyby poháněné nápravy během jízdy vylučují přenos točivého momentu přes hřídele s tuhým spojením. Na poháněné nápravě s nezávislým zavěšením kol jsou kloubové hřídele využity pro přenos točivého momentu z diferenciálu na poháněná kola. Při pohonu předních kol musí klouby na kolech navíc umožňovat velký úhel ohybu, aby byla umožněna velká manévrovatelnost vozidla (tzn. vytočení kol do boku). Úhel ohybu kloubu je největší přípustný úhel mezi hnací hřídelí, tj. hřídelí před kloubem, a poháněnou hřídelí, tj. hřídelí za kloubem Konstrukční provedení vnitřních ložisek kloubových hřídelí. Správně sestavená kloubová hřídel. U současných automobilů jsou kloubové hřídele většinou navrženy jako vícenásobně dělené dvou- nebo třídílné. Hovoří se o kloubovém hřídelovém vedení. Vnitřní (opěrná) ložiska uložená na válečcích jsou elasticky měkce uložena do gumy na podvozku, resp. na samonosné karoserii. Uložení v měkké gumě slouží k tomu, aby se dosáhlo co nejnižšího přenosu hluku a vibrací do vozidla. Některá konstrukční provedení vnitřních ložisek kloubových hřídelí ukazuje 24. KLOUBOVÉ HŘÍDELE S KŘÍŽOVÝMI KLOUBY U vozidel s hnacími tuhými nápravami je každá kloubová hřídel na svých koncích 26 Částečný řez jednoduchým křížovým kloubem. 15 opatřena jedním křížovým (kardanovým) kloubem pro kompenzaci rozdílné úhlové polohy poháněné nápravy vzhledem k podvozku nebo samonosné karoserii vozidla 23. Pouze jednoduchý křížový kloub na jednom konci kloubové hřídele by sice přenášel točivý moment, na druhém konci (bez kloubu) by však docházelo k nerovnoměrnému otáčivému pohybu v závislosti na příslušném úhlu ohybu. Aby toto nerovnoměrné otáčení kloubové hřídele vyvolané úhlem ohybu bylo vyrovnáno, je na druhém konci kloubové hřídele zapotřebí druhého křížového kloubu. Důležitá je přitom správná vzájemná poloha obou těchto křížových kloubů. Obě vidlice kloubu na hřídeli musí bezpodmínečně ležet ve stejné rovině, protože jinak by se při vychylování kloubové hřídele dále zesilovala nerovnoměrnost otáčivého pohybu! Při přesazení vidlic kloubu o 90 dosahuje otáčení své největší nerovnoměrnosti. Následkem by bylo rychlejší opotřebení křížových kloubů a dalších prvků sloužících k přenosu sil, ozubených kol a vstupních hřídelí. Kromě toho by pak nebyla kloubová hřídel vyvážená, což by mělo za následek velkou hlučnost a kmitání, včetně volantu při řízení. Aby se zaručilo správné sestavení kloubových hřídelí a posuvného dílu, bývá správná poloha obou součástí vyznačena šipkou. Správně smontovaná kloubová hřídel je zobrazena na 25. Křížové čepy jsou v křížových kloubech uloženy v jehlových ložiskách a před znečištěním jsou chráněny těsněním 26. S ohledem na citlivost tohoto typu utěsnění se nesmí při mazání pracovat s příliš tvrdými mazivy a vysokým tlakem maznic. Mazací tuk se do míst ložisek přivádí AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA

16 AUTOMOBILY OD A DO Z SERVIS PODVOZEK ORGANIZACE PRÁCE MOTOR SYSTÉMY A PŘÍSLUŠENSTVÍ BEZPEČNOST A HYGIENA PRÁCE GEOMETRIE NÁŘADÍ A VYBAVENÍ DÍLEN PALIVA A MAZIVA DIAGNOSTIKA A MĚŘENÍ ELEKTR. ZAŘÍZENÍ, ELEKTORNIKA 16 AUTOEXPERT KVĚTEN 2007 otvory křížových čepů. Postačí, když tuk viditelně vystupuje v jednom nebo ve dvou místech utěsnění. KLOUBOVÉ HŘÍDELE SE STEJNOBĚŽNÝMI KLOUBY U vozidel s pohonem předních kol se používají pro přenos točivého momentu z nápravového diferenciálu ke kolům kloubové hřídele se stejnoběžnými klouby. Na řízené nápravě je vyžadován velký úhel ohybu, takže není možné použít jednoduché křížové klouby, kde by vznikala příliš velká nerovnoměrnost otáčení. Proto se musí použít dvojité křížové klouby. Ty se montují v podstatě do všech osobních automobilů s pohonem předních kol 27. U osobních automobilů se pro pohon předních kol a u automobilů s pohonem zadních kol s nezávislým zavěšením používají stejnoběžné (homokinetické) klouby. KONSTRUKCE Homokinetický kloub se skládá z vnějšího a vnitřního prstence s kuličkovými dráhami a dále klece s kuličkami, které vytvářejí spojení mezi vnitřním a vnějším prstencem. To znamená, že celý točivý moment se přenáší přes tyto kuličky. Točivý moment je přiváděn na vnější prstenec, výstupní hřídel je ozubením spojena s vnitřním prstencem. Rozlišují se dva typy: Pevné klouby: Umožňují úhel ohybu až asi 45 a vyznačují se zakřivenými kuličkovými dráhami. Montují se na stranu kol (vnitřní kloub). Posuvné (teleskopické) klouby: Montují se vždy na stranu pohonu, resp. diferenciálu, u automobilů s pohonem zadních kol se mohou montovat jak na stranu diferenciálu, tak na stranu kol. Posuvné klouby umožňují úhel ohybu až asi 20 a vyznačují se přímými kuličkovými dráhami. Je u nich možné vysunutí 30 až 50 mm. Stejnoběžné klouby jsou naplněny trvanlivým mazacím tukem a nevyžadují tak údržbu. Podle typu konstrukce se rozlišují: 29 Hnací hřídel s tripodovým kloubem. 27 Dvojitý křížový kloub pro pohon předních, resp. všech kol. Úhel ohybu (1) je kolem Stejnoběžný kloub Rzepa (Birfield). klouby Rzepa-Birfield (6 kuliček) 28, klouby Bendix-Weiß (4 kuličky). KLOUBY TRIPOD V tomto případě jde o jinou konstrukci stejnoběžného kloubu (úhel ohybu až asi 35 a vysouvání asi 30 až 50 mm). KONSTRUKCE Tento kloub se skládá z tripodové hvězdy, která je svým vnitřním ozubením nasazena na vnější ozubení vstupní hřídele. Tripodová hvězda obsahuje tři čepy, vzájemně přesazené o 120, na kterých se nacházejí vodicí misky, uložené v jehlových ložiskách. Další součástí je pouzdro (zvon) se třemi o 120 přesazenými vodicími dráhami. Do těchto vodicích drah zasahuje tripodová hvězda svými vodicími miskami 29. Také tyto klouby jsou plněny tukem s dlouhou trvanlivostí a nevyžadují údržbu. Montují se na stranu pohonu (diferenciálu) a někdy i na stranu kol. SUCHÉ KLOUBY Mají-li kloubové hřídele překonávat jen malé úhlové výchylky (asi 5 až 7 ), používají se často suché klouby. Kotouče z pryže (Hardy) jsou s kloubovou hřídelí spojeny většinou pomocí tříramenné příruby. Aby se zaručilo přesné vystředění obou navzájem spojovaných hřídelí, opírají se obě hřídele svou pánví o kuličku ve středu kotouče kloubu. PODLE ZAHRANIČNÍCH MATERIÁLŮ ZPRACOVALI JIŘÍ BROŽ A LUBOŠ TRNKA