Rozvodovky. Konstrukčně nenahraditelná, propojuje převodovku a rozvodovku Je konstantním činitelem v celkovém převodovém poměru HÚ

Transkript

1 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál ovodovky onstrukčně nenahraditelná, propojuje převodovku a rovodovku Je konstantním činitelem v celkovém převodovém poměru HÚ Složení : - skříň rovodovky - stálý převod - diferenciál Skříň rovodovky : - u tuhých náprav součástí mostu hnací nápravy - u dělených náprav spojena s karoserií nebo součástí ulu + o + Stálý převod Uspořádání soukolí : - kuželové soukolí (u klasického uspořádání s motorem podélně) - čelní soukolí u uspořádání s motorem napříč Účel : spolu se o realiovat potřebný převod pro pohon voidla odělení podle počtu stupňů : - Jednostupňové rovodovky - Dvoustupňové rovodovky Jednostupňové rovodovky (jednoduché stálé převody) i 3,5 4 osobní automobily i > 6 - nákladní automobily kuželové soukolí - přímé uby (hlučné, níká životnost, citlivé na montáž a tolerance, menší axiální síly, níké obvodové rychlosti) - akřivené uby (nehlučný chod, menší citlivost na nepřesnost výroby a montáže, vyšší hodnoty převodu, vyšší obvodové rychlosti, vyšší axiální síly) avel Němeček 2009

2 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál Oubené soukolí rovodovky - trvale v áběru na všech převodových stupních velký rosah momentů a otáček nároky na životnost - požadavek na malé roměry - požadavek níkého hluku a vibrací - požadavek na vysokou účinnost Spirální uby křivka ubu kružnice (Gleason) evolventa (lingelberg) epicykloida (Spiromatic) Hypoidní kola umožňují vyosení kola - max. 0,2 D osobní voy - max. 0, D nákladní voy Výhody - snížení výstupu kloubového hřídele - výšení převodu ři stejném průměru talířového kola se většuje pastorek silnější uby le jich použít méně. Vyosováním se většuje stoupání šroubovice vyšuje se počet ubů v áběru avel Němeček 2009

3 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál Nevýhody - Vyosením kloužou hypoidní uby ve směru osy pastorku nutnost maání speciálními oleji snížení účinnosti ( cca 0,96) - Nesymetrie ubu Uložení kuželových kol Nutno achytit velké radiální i axiální síly Způsoby uložení pastorku : etmé uložení ve dvou kuželíkových ložiskách etmé uložení ve dvou kuželíkových a jednom válečkovém ložisku Na hlavě pastorku válečkové ložisko + dvě kuželíková ložiska Uložení talířového kola : řevážně na dvou kuželíkových ložiskách oloha pastorku a kuželového kola se kontroluje pomocí rcadlového otisku U skříně rovodovky je nutná tuhá konstrukce s žebrováním avel Němeček 2009

4 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál avel Němeček 2009

5 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál A) Dvoustupňové rovodovky Jednostupňová převodovka i AX 7 nele použít u těžkých nákladních automobilů nutno přidat další převod VSTU VSTU VÝSTU VÝSTU VÝSTU VÝSTU VSTU VÝSTU VÝSTU VSTU VÝSTU VÝSTU avel Němeček 2009

7 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál Diferenciál lanetové soukolí se 2 stupni volnosti : ro rodělení výkonu na hnací kola ro vyrovnání rodílných otáček kol při průjedu atáčkou Voidla be diferenciálu Nadměrně opotřebovávají pneumatiky Část výkonu trácejí při prokluu pneumatiky Znesnadňují ovládání voidla odělení podle funkce eikolové (nápravové) einápravové eivoidlové avel Němeček 2009

8 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál odělení podle převodu Symetrické Nesymetrické Nápravové diferenciály poloměr atáčky (středu nápravy) n, n otáčky kol (levé, pravé viděno dopředného směru jídy) v, v obvodové rychlosti kol v obvodová rychlost středu nápravy, momenty na kolech a rochod kol r d poloměr kola (dynamický) moment a rovodovkou omentová rovnováha Energetická rovnováha kinematické vtahy (atáčka vlevo) 2 r d a v 2 v a v + 2 v a v 2 rd a + v 2 rd + 2 a v v v avel Němeček 2009

9 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál snížení otáček na levé straně přírůstku otáček na pravé straně ρ a a v + 2 v r d a 2 r d v + r 2 ρ d v r 2 ρ d v v 2ρ + 2ρ onstrukce diferenciálů ) lanetový diferenciál Talířové kolo unašeč astorek rovodovky U S evé kolo ravé kolo Satelit avel Němeček 2009

10 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál inematická vaba Základní rovnice Otáčky satelitu i ( U ) U U U + + ( U ) U S i S () S ( ) (2) S. () (2) S + avel Němeček 2009

12 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál 2) Čelní diferenciál astorek rovodovky Talířové kolo unášeč Satelit pravý Satelit levý evé kolo ravé kolo inematická vaba lasické provedení : i ( U ) U S 2 S S S2 ; U S 2 S evé kolo Satelit levý Satelit pravý ravé kolo Talířové kolo unášeč astorek rovodovky avel Němeček 2009

13 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál Závěr diferenciálu uamyká diferenciál důvodu nutnosti přenosu pomáhá jídě terénem onstrukční provedení evné propojení libovolných dvou částí diferenciálu. Nejčastěji : spojení výstupního hřídele s talířovým kolem ubovou spojkou (pneumaticky) Závěr diferenciálu skoková měna nutno ovládat řidičem (a klidu voidla) avel Němeček 2009

14 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál Samosvorný diferenciál (diferenciál se samočinným uavíráním) lynule vyrovnává a v ávislosti na velikosti rodílu - Typy samosvorných diferenciálů ) vačkové 2) se výšeným třením Vačkové Unášeč nese vačky, jejichž počet je nesoudělný s výstupky na centrálním a korunovém kole. ři stejných otáčkách C a se vačky na výstupcích příčí. ři růných otáčkách se vačky ačnou naklápět, ale vyšuje se tření mei vačkami a koly. Dnes se nepoužívá. avel Němeček 2009

15 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál Se výšeným třením šroubový (Torsen) kombinace nesamosvorného čelního a šnekového diferenciálu. Centrální šroubová kola jsou v áběru se šroubovými satelity. Satelity jsou navájem propojeny čelním soukolím. ři relativním pohybu výstupních hřídelů vniká relativní pohyb oubených kol, při kterém špatná účinnost šroubového oubení vyvolá reakční točivý moment na kole s pohonem. avel Němeček 2009

16 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál uželové mei kuželovými koly na hnacích hřídelích a skříní jsou vytvořeny třecí plochy s vysokým třením (např. lamelovou brdou). ok-o-atic satelity jsou uloženy na čepech v klínové drážce. ři působení momentu se přítlačné kroužky rotahují a přes lamely brdí o klec. avel Němeček 2009

17 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál Borg-Warner mei skříní a planetovými koly jsou třecí spojky. Třecí moment je vyvoen axiálními silami a přítlačnými vinutými pružinami. Diferenciál Borg & Beck Diferenciál Z. ei výstupními koly a klecí je viskóní spojka avel Němeček 2009

19 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál Říené diferenciály přítlak lamel je říen elektricky, pneumaticky nebo hydraulicky avel Němeček 2009

23 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál i i Diferenciály účinnosti omentové poměry be uvažování trát i i Symetrický diferenciál : i i i index rovodovka (talířové kolo) 2 0 ; < 0 omenty při uvažování trát < V diferenciálu vnikají tráty výkonu vlivem V diferenciálu vniká potenciální výkon Jída atáčkou voidlo hnáno motorem (moment rotáčí kola) moment na kolech je spotřebováván v motoru vniká Δ Δ > 0 < 0 < 0 < 0 Z () a (2) plyne pro potenciální výkony : Δ Δ < 0 Δ Δ > 0 () (2) Tok potenciálního výkonu bude kola na kolo i (3) (4) avel Němeček 2009

24 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál Z (3) + (4) plyne : i ; i i Symetrický diferenciál : i - ; + + větší moment na vnitřním kole B) Jída atáčkou voidlo hnáno koly moment na kolech vniká motor jej spotřebovává Δ Δ > 0 < 0 > 0 > 0 Z (5) a (6) plyne pro potenciální výkony : Δ Δ > 0 Δ Δ < 0 (5) (6) Tok potenciálního výkonu bude kola na kolo i (7) (8) Z (7) + (8) plyne : i ; i i Symetrický diferenciál : i - avel Němeček 2009

25 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + Diferenciál ; + + větší moment na vnějším kole Silové poměry nápravy s diferenciálem při jídě atáčkou omentům na kolech jsou přímo úměrné hnací síly na obvodu kol ; resp. suvné síly v ložiskách X ; X. X O f rd oháněná náprava X > X Bržděná náprava X < X X O f Δ Δ X B/2 B/2 B X O f ásmo neurčitosti pro přímou jídu X Δ Δ X B/2 B/2 B X v ohon Brždění oloha výslednice dává v důsledku vyosení moment Δ, který se snaží vytáčet nápravu (a přes avěšení i celé voidlo). Diferenciál je tedy jedním činitelů, které působují nedotáčivost voidla. oment Δ je tím větší, čím nižší (horší) je účinnost diferenciálu. avel Němeček 2009

26 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + diferenciál r + r + < X X r r d d d d O O f f ( X O f ) r d ( X O f ) r d rd r d f f > X X r r d d r r d d O O f f ( X O f ) r d ( X O f ) r d + rd + r ovnováha k podélné ose voidla X X + X Δ X. Δ B X X 2 B X X Δ 2X d f f ři pomalé jídě atáčkou, kdy X není omeeno adheí při symetrickém diferenciálu i - bude : Δ B. 2 r + d avel Němeček /30

27 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + diferenciál max Adhení schopnost nápravy při poklesu μ 0,5 be diferenciálu 0,75 0,5 0,25 μ O μ max maximální hodnota součinitele adhee μ μ O. náprava be diferenciálu : max Z + Z ( Z + Z ) μ O Z Z O Z Z ( μ μ ) μ + μ + konst. + 2 max μ + 2 μ O 2. náprava s diferenciálem be tření max + μ μ O 2 2 Z Z μ Z O Z avel Němeček /30

28 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + diferenciál 3. náprava s třením (0 < < ) + + Z μ + μ + max 2 μ O Adhení schopnost nápravy při poklesu Z (vlivem odstředivé síly) max be diferenciálu 0,5 0,25 0,75 0,5 μ O μ max maximální hodnota součinitele adhee Z Z. náprava be diferenciálu : ( Z + Z ) μ O 2Z O max μ max 2. náprava s diferenciálem be tření 2 Z max Z Z μ O avel Němeček /30

29 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + diferenciál avel Němeček /30 3. náprava s třením (0 < < ) + O Z μ + Z Z 2 max Výsledná účinnost diferenciálu ohon : Cp + ; + ρ 2 Cp + tráty Brždění : Cb + + ρ 2 Cb + + B ρ

30 TU v iberci akulta strojní atedra voidel a motorů 4 ovodovka + diferenciál Oubená kola poloos 4 satelity D 6, satelity D 6,353 3 Návrh diferenciálu D rotečný průměr kol planetového soukolí spojených s poloosami [mm].. moment na talířovém kole [Nm] Zatížení ubů be tření max max.. i p m p max i p md p maximální moment motoru převod na převodovém stupni počet satelitů účinnost převodovky s uvažováním tření 2 maxi p p ( + )md účinnost diferenciálu diferenciál se ávěrkou (může být přenášen celý moment) 2maxi p p md avel Němeček /30