i n - se skokovou ( několikastupňovou ) změnou převodového poměru - s ozubenými koly čelními nebo planetovým soukolím - řetězové

Transkript

1 Převodovky Převodovka plní tyto funkce : - umožňuje změnu převodového poměru mezi motorem a koly a tím změnu hnací síly a otáček kol tak, aby motor mohl pracovat pokud možno neustále v ekonomicky úsporném režimu - umožňuje trvale přerušit přenos točivého momentu mezi motorem a koly zařazením neutrálu - umožňuje couvání s vozidlem zařazením zpětného chodu - umožňuje odstupňované odlehčovací brždění motorem (s výjimkou systémů s volnoběžkou) Převodový poměr (i1,2) je definován n otáčky d průměr kol 1 - hnací část z počet zubů kol 2 - hnaná část i 1,2 n n 1 2 d d 2 1 z z 2 1, kde Je-li převodový poměr větší než jedna, jedná se o převod dopomala, ke zvětšení hnací síly. Největší převodový poměr má 1. rychlostní stupeň a zpátečka. Je-li převodový poměr menší než jedna, jedná se o převod dorychla, používá se např. pro 4. a 5. rychlostní stupeň u osobních automobilů. K dosažení opačného smyslu otáčení pro zpátečku se využije vloženého kola (dvojkola), na jehož velikosti převodový poměr nezávisí. Podle způsobu změny převodového poměru rozlišujeme převodovky (převody) : - s plynulou změnou převodového poměru - hydrodynamický měnič - řemenové - řetězové - hydrostatické - elektrické - se skokovou ( několikastupňovou ) změnou převodového poměru - s ozubenými koly čelními nebo planetovým soukolím - řetězové Převodovky s čelními ozubenými koly Hlavní části převodovky: - hřídele s ložisky - ozubená kola - zajišťovací ústrojí - vnitřní řadící ústrojí, např zubové a synchronizační spojky, dále řadící tyče nebo hřídel a vidlice - vnější řadící mechanizmus - skříň převodovky, popř. skříň spojky, víka - těsnění a spojovací součásti - převodový olej

2 Druhy převodovek s čelními ozubenými koly Tyto převodovky můžeme dělit podle několika hledisek : - podle počtu hřídelí : - dvouhřídelové - obsahuje hnací a hnanou hřídel, resp. čep nebo hřídel zpátečky - tříhřídelové - obsahuje hnací, předlohovou a hnanou hřídel a čep nebo hřídel zpátečky - podle počtu převodových stupňů a použití : - pro osobní automobily se 4 až 6 rychlostními stupni - pro motocykly od 1 do 6 rychlostních stupňů - pro autobusy a lehčí nákladní automobily od 4 zprav. do 6 rychlostních stupňů - pro těžší nákladní automobily a tahače 10 až 16 rychlostních stupňů základní 3-5 stupňová převodovka je doplněna o předřazenou či následnou dvourychlostní převodovku a s ohledem na to mluvíme o jednoskupinových, dvouskupinových či třískupinových převodovkách - pro traktory apod. - podle způsobu řazení jednotlivých stupňů ( jejich zasunutí) : - řazení zasouváním kol do záběru - řazení pomocí zubových spojek - řazení pomocí synchronizačních spojek - dle stupně vyrovnání otáček kola a hřídele před řazením rozlišujeme : - nezajištěnou synchronizaci částečné vyrovnání - zajištěnou (cloněnou) synchronizaci téměř úplné vyrovnání - podle druhu řazení, tj. především vnějšího řadícího mechanizmu a energie pro řazení : 1. Přímé u tohoto způsobu řazení se jedná o manuální řazení pouze s pomocí mechanického převodu. Přitom dle uložení řadící páky a mechanických prvků rozlišujeme řazení : - kulové páka je uložena v kulovém čepu ve víku převodovky - kulisové páka je uložena na válcovém čepu ve víku převodovky - kulové odloučené páka je uložená v kulovém čepu na podlaze nebo pod volantem a je spojena táhly, hřídelem či lanky s řadící pákou či hřídelem v převodovce - odloučené podobně jako v předchozím, ale páka je uložena prostřednictvím dvou válcových čepů a pohyby se přenáší dvojicí lanek 2. Nepřímé řidič sice ovládá řadící páku nebo tlačítka, ale řazení se neděje jeho silou; Dle energie pak rozlišujeme řazení : - hydraulické, např. u sekvenčních převodovek, kde se řadí pákou v přímé dráze nebo jen pohybem vpřed vzad či tlačítky (OA) - pneumatické nebo elektronicko-pneumatické u tzv. poloautomatických převodovek s předvoličem (NA) 3. Samočinné (automatické) podobně jako u nepřímého řazení může být řazení hydraulicky nebo pneumaticky a jedná-li se o automatickou převodovku s planetovými převody může být řazení hydraulické nebo elektronickohydraulické - podle způsobu mazání

3 - s mazáním broděním a rozstřikem u běžných převodovek - s tlakovým oběžným mazáním u vysoce namáhaných převodovek užitkových vozidel a u planetových převodovek Konstrukce převodovek Dvouhřídelové převodovky Používají se u osobních automobilů s motorem i hnací nápravou u jedné nápravy, tj. vše vpředu nebo vše vzadu. Vzájemně rovnoběžné hnací a hnané hřídele se nedají přímo propojit, vstup a výstup momentu je v jiné rovině. Na konci hnané hřídele bývá pastorek stálého převodu rozvodovky, která se tak nachází ve společné skříni s rozvodovkou. Tříhřídelové převodovky Tyto převodovky se používají u vozidel s motorem vpředu a pohonem zadní nápravy, tj. u většiny užitkových automobilů. Hnací a hnaná hřídel leží v jedné ose, hnaná je přední částí uložen v ložisku hnací. Obě hřídele je možno propojit zubovou spojkou a převod je pak roven 1 a mluvíme o přímém záběru. U ostatních převodových stupňů se přenáší moment z hnací hřídele na s ní rovnoběžnou, předlohovou, pomocí stálého převodu ( stálý záběr ). Z předlohové hřídele se přenáší moment pro jednotlivé stupně příslušným párem kol na hnanou hřídel. Převodovky se zasouváním kol Tento způsob řazení se v současnosti již nepoužívá, výjimku tvoří řazení zpátečky, která se řadí za klidu. Kola musí mít přímé zuby a osazení (objímku) pro řadící vidlici. Převod je hlučnější a řazení obtížnější kvůli rozdílným obvodovým rychlostem kol. K vyrovnání rozdílu obvodových rychlostí se využívá : Při řazení na vyšší stupně je třeba u nákladních automobilů zpomalit předlohovou hřídel tzv. dvojitým vyšlápnutím spojky. Při řazení na nižší stupně je třeba předlohovou hřídel urychlit a proto se používá dvojité vyšlápnutí spojky s meziplynem.

4 Převodovky se zubovými spojkami Tento způsob řazení se používá u motocyklů a starších nákladních automobilů. Kola dopředných stupňů mají šikmé ozubení, kterým jsou v trvalém záběru a vedle tohoto ozubení je pomocné ozubení zubové spojky s krátkými přímými zuby. Kolo se zubovou spojkou je pak na své hřídeli uloženo na jehlových nebo kluzných ložiscích. Vlastní zubová spojka je tvořena jádrem, které je uloženo na drážkách hřídele, na kterém je na stejném ozubení jako má ozubené kolo posuvně uložena řadící objímka. Při řazení se přesune objímka do strany a svým vnitřním ozubením se zasune do pomocného ozubení na ozubeném kole. Tak dojde ke spojení příslušného ozubeného kola s jeho hřídelem. I když při řazení dochází také k zasunování zubů do záběru, je to na menším průměru, takže s menším rozdílem obvodových rychlostí. Vnitřní i vnější ozubení spojky je navíc pro zasunutí na čele zkoseno. Toto řazení je snažší, je méně hlučné a má větší životnost i když se při řazení využívá k vyrovnávání obvodových rychlostí stejných úkonů jako při zasouvání kol. Převodovky se synchronizací Synchronizační zařízení je tvořeno zubovými spojkami doplněnými o třecí, zpravidla kuželové brzdy, které mají usnadnit a sklidnit řazení vyrovnáním obvodových rychlostí kola a hřídele před zasunutím zubové spojky. Kromě částí zubové spojky je tak zařízení doplněno o kuželovou brzdu, přičemž její části a umístění se mohou lišit dle stupně vyrovnání otáček a konstrukce clonícího mechanizmu. Výhodou synchronizace je rychlejší, jednodušší a bezhlučné řazení a šetří se ozubení spojek.

5 Nezajištěná synchronizace Na kole se nachází vedle ozubení spojky ze strany objímky třecí kužel. Jádro spojky je uloženo posuvně na drážkách hřídele a má navíc nalisováno ze strany kola bronzový kužel. Mezi objímkou a jádrem je navíc po obvodu několik kuliček s pružinkami, které jistí jejich vzájemnou polohu. Při řazení posunuje řidič objímkou a díky kuličkám i jádrem směrem ke kolu až dosednou oba kužele a vzájemným třením dochází k vyrovnávání otáček. Silou řidiče však dojde k zatlačení kuliček a pohyb objímky pokračuje dále až do jejího zasunutí do zubů spojky kola, čímž dojde k zařazení před plným vyrovnáním otáček. Zajištěná synchronizace Konstrukce je podobná jako u nezajištěné, ale aby došlo před zasunutím objímky k úplnému vyrovnání otáček je zde navíc nějaké clonící zařízení, které může mít více konstrukcí. Třecí bronzový kužel není součástí jádra, ale je samostatný v podobě clonícího kroužku, který se nachází mezi zubovou spojkou a kolem. Kroužek je po obvodu opatřen 2 3 výstupky nebo ozubením se zkosenými hranami. Stejné zkosení mají drážky v objímce i jádru. Při řazení se nejdříve posunuje díky kuličkám objímka i s jádrem a tlačí před sebou clonící kroužek. Po dosednutí třecích kuželů dojde k přibrzďování, ale vlivem rozdílných otáček se kroužek pootočí v drážkách tak, že jeho šikmé hrany dosednou na hrany v drážkách objímky. V této poloze se nemůže objímka dále posunovat, dokud při vyrovnání otáček nedojde k poklesu třecí síly mezi nimi a vlivem pootočení neumožní clonící kroužek objímce další pohyb pro dokončení zařazení.

6 Vícenásobné převody ( přídavné ) U těžkých nákladních automobilů a terénních vozidel může být základní převodovka rozšířena o další přídavné převody, aby se dosáhlo většího rozsahu převodů. U vozidel pracujících v terénu se zpravidla jedná o další dvoustupňovou převodovku s možností volby silničních (rychlejších) a terénních (pomalejších) převodů, tzv. přepínání želva-zajíc. Obecně můžou být přídavné převody : - předřazené jedná se o dvoustupňový převod zpravidla využívaný pro řazení tzv. půlených převodů (mezi dvěma převodovými stupni) změnou velikosti stálého převodu mezi hnací a předlohovou hřídelí; řazení bývá obvykle elektropneumaticky přes tlačítko po vyšlápnutí spojky ( předvolba). - následné jedná se o dvoustupňový převod, který se používá zpravidla pro znásobení počtu rychlostních stupňů a zvětšení rozsahu převodů; tvoří ji zpravidla planetový převod nebo převod čelními koly. Při manuálním řazení se pak páka pohybuje v tzv. dvojitém H. Rozdělovací převodovky Jejich úkolem je rozdělit točivý moment v případě pohonu více náprav. Jejich součástí může být přídavná dvoustupňová převodovka. Velikost točivého momentu, který je přiváděn k jednotlivým nápravám nemusí být stejná (50% : 50%), ale může být v poměru zatížení náprav nebo proměnná dle okamžitých jízdních podmínek. Pokud je trvale poháněna jen jedna náprava ( jen zadní nápravy ) a přední se připojuje jen v dle potřeby v terénu, nemusí mít rozdělovací převodovka mezinápravový diferenciál. Planetové převody Planetové soukolí je tvořeno centrálním kolem, satelity společně uloženými pomocí unašeče a korunovým kolem. Jednoduchým planetovým soukolím lze realizovat až sedm rychlostních stupňů, ale zpravidla lze prakticky použít jen tři, resp. čtyři( 1, 2, 3 R ). To však zpravidla nestačí a pokud chceme více rychlostních stupňů, musíme zkombinovat více jednoduchých soukolí nebo použít tzv. kombinovaná planetová soukolí. Typy kombinovaných planetových soukolí : - kombinované soukolí Simpson - kombinované soukolí Ravigneaux-nejpoužívanější Planetové soukolí Ravigneaux je tvořeno : - dvěma centrálními koly (1,2) - jedním korunovým kolem (6) - dvěma skupinami spoluzabírajících satelitů ( 4,5 ) (3 páry satelitů) - jedním společným unašečem satelitů (3)

7 Řazení planetových převodovek Řazení spočívá v brzdění a spojování určitých částí planetového soukolí a k tomu slouží hydraulicky ovládané : 1. Brzdy : - pásové - jedním koncem je ukotvena ke skříni a druhý je ovládán hydraulickým válcem - výhodou je samoposilující účinek ( náběžná brzda ) - nevýhodou je prudké přibrzdění - lamelové - jedna skupina lamel je ukotvena do skříně - druhá skupina lamel je spojena s příslušnými koly 2. Lamelové spojky - v klidovém stavu jsou lamely udržovány pomocí membránové nebo vinuté pružiny