Základy stavby silničních vozidel

Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava Základy stavby silničních vozidel Návody do cvičení Převodovky Ostrava Lukáš Buřval 2011

1. Převodovka škoda 120 Převodovka je konstrukčně řešena jako dvouhřídelová s koly s čelním šikmým ozubením ve stálém záběru. Řazení se děje přesuvnými objímkami a synchronizačními spojkami. Synchronizace je na všech dopředných stupních a je jištěná. Stálý převod v rozvodovce je řešen kuželovým soukolím se spirálovým ozubením a převodem 4,44 či 4,22 nebo 3,90. Diferenciál je kuželový. Převodovka přejímá přes spojku točivý moment motoru, násobí ho v poměru převodů zabírajících ozubených kol a převádí ho do rozvodovky. Převodovka je čtyřstupňová s dalším stupněm pro zpětný chod. Kola stupňů v před jsou ve stálém záběru a zapojují se řadícím ústrojím přes synchronizační zubové spojky. Zpětný chod se zařazuje zasunutím posuvného vloženého kola. Synchronizační zubové spojky vyrovnávají (třením v zubových plochách) otáčky hnaného hřídele s otáčkami hnaných kol, aby řazení bylo bezhlučné. Synchronizační kroužek unášený hnaným hřídelem a jádrem synchronizační spojky nedovolí předčasné řazení převodového stupně před vyrovnáním otáček je to tzv. jištěná synchronizace. Převodovka a rozvodovka mají společnou skříň podélně dělenou ve svislé rovině. Je to tenkostěnný odlitek z hliníkové slitiny, vyrobené tlakovým litím. Čelní kola se šikmým ozubením jsou ocelová, nitrocementovaná a kalená, stejně jako přesuvné závěry synchronizační spojky. Hnací hřídel s koly je uložen v kuličkových (kuželíkových) ložiskách. Hnací hřídel (pastorek) s hnanými koly a synchronizačními spojkami je uložen ve dvouřadém speciálním kuličkovém a válečkovém ložisku. Ocelové synchronizační kroužky mají třecí plochy z bronzu s jemným drážkováním. Mazání převodovky (olejová náplň je společná i rozvodovce) je roztřikovací. Kovový otěr zachycují magnety ve vypouštěcích šroubech. Rozvodovka přejímá točivý moment a otáčky převodovky. V poměru převodu pastorku a talířového kola (tzv. stálého záběru) násobí točivý moment a redukuje otáčky a předává je dále do diferenciálu k pohonu kol hnací nápravy. Současně převádí točivý moment z podélné osy vozu do příčné osy hřídelů zadních kol. Diferenciál rozděluje točivý moment na obě kola nápravy a umožňuje změnu obvodových rychlostí hnacích kol při zatáčení vozu. Pastorek a talířové kolo jsou kuželové se spirálovými zuby. Mazání rozvodovky je roztřikovací od talířového kola, které se brodí v oleji.

2. Montáž převodovky 2.1 Řadící ústrojí Obr. 1 Soubor dílů řadícího ústrojí 1. Do skříně převodovky je nutné zalisovat pánev kuželového ložiska diferenciálu.

2. Na vodící tyče zpětného chodu a 1. a 2. rychlostního stupně se nasadí pojistné kroužky. Na tyč 1. a 2. rychlostního stupně patří kroužek s menší výškou nosu. 3. Do skříně se vloží vodící tyč zpětné rychlosti tak, aby vsunutý konec jen málo vyčníval z vedení ve skříni, navlékne se na něj zasouvací vidlice delší stranou hlavy napřed a vodící tyč se protlačí vidlicí a koncovým vedením tyče až na doraz. Šroub na vidlici se mírně přitáhne, vidlice však musí zůstat posuvná. 4. Přes volné otvory vodících tyčí 1. a 2. rychlostního stupně s magnetickou tyčinkou vsune zajišťovací váleček do skříně až na doraz. Přesune se jen tak, aby střední otvor zůstal průchodný pro zasunutí vodící tyče.

Obr. 2 Umístění zajišťovacích válečků vodících tyčí 5. Obdobně jako v bodě 2 se vloží vodící tyče 1. a 2. i 3. a 4. rychlostního stupně. Tyto tyče se zasunou do roviny s tyčí zpětného chodu. Před vložením tyče 3. a 4. Rychlostního stupně vložíme přes volné otvory zajišťovací váleček magnetickou tyčinkou. Otvory vývrtu pro zajišťovací válečky se uzavřou stavěcími šrouby. Opět šrouby na vidlicích se mírně přitáhnou, vidlice musí zůstat posuvné.

6. Do vodících pouzder se vloží kuličky (3/8 ) a pružiny a přišroubuje se víčko. K vodící tyči zpětného chodu se zamontuje pružina tvrdší (délka 35-37 mm, průměr drátu 1,12 mm), k druhým zasouvacím tyčím se dají pružiny měkčí (délka 32 mm, průměr drátu 1,0 mm). Pod šrouby se dají pružné podložky. 2.2 Kolo zpětného chodu 7. Do zasouvací vidlice zpětného chodu se vloží kolo zpětné rychlosti s nalisovaným a naolejovaným bronzovým pouzdrem, ozubením směrem do převodovky a oky skříně. Vloženým kolem se převlékne čep. Čep se pootočí tak, aby důlek na jeho konci přišel proti závitovému otvoru ve skříni. Zajistí se zašroubováním šroubu do tohoto otvoru. Utažený šroub se zajistí maticí.

2.3 Pastorek s koly Pastorek s koly tvoří samostatný celek pro vmontování do převodovky. Montáž i demontáž se dělají na pracovním stole a lisu. Pastorek s talířovým kolem je vybírán tak, aby se dosáhlo nejmenší hlučnosti a nejvýhodnějšího záběru. Obě součásti soukolí jsou souhlasně očíslovány. Obr. 3 Hnané kolo převodovky 1. ložiska pastorku, 2. kolo prvního rychlostního stupně, 3. synchronizační spojka prvního a druhého rychlostního stupně, 4. kolo druhého rychlostního stupně, 5. kolo třetího rychlostního stupně, 6. synchronizační spojka třetího a čtvrtého rychlostního stupně, 7. kolo čtvrtého rychlostního stupně

Převodové poměry 2.3.1. Montáž pastorku Obr. 4 Soubor dílů hnaného hřídele převodovky 1. Na pastorek s nalisovaným vnitřním kroužek válečkového ložiska se po naolejování navlékne vnější část ložiska, vnějším opěrným kroužkem ven z hřídele pastorku.

2. Nákružkem k ložisku se navlékne pouzdro 1. rychlostního stupně a do drážky hřídele (mezi hranu drážky a pouzdra) se vsune zajišťovací kroužek s mazací drážkou na jednom boku. Pootočením kroužku o rozteč drážky (posunutí pomocí šroubováku) se zajistí kolo proti vysunutí a překontroluje se, zda se volně otáčí. 3. Na stůl se položí závěr synchronizační spojky 1. a 2. rychlostního stupně, zuby dolů. Do jádra spojky se vloží pružiny, zajistí se proti vypadnutí potřením vazelínou a jádro se vsune do kola kratší stranou vnitřní hlavy nahoru. Na pružiny se položí kuličky (1/4 ), stlačí se prsty a celé jádro se vsune do kola. Do takto smontovaného závěru synchronizační spojky se vloží s opačné strany ozubeného kola třecí kroužek a závěr (ozubeným kolem ven z hřídele) se navlékne na naolejovaný hřídel.

4. Navlékne se na hřídel určený zajišťovací kroužek drážkou ven z hřídele. 5. Na kolo 2. rychlostního stupně se nasune třecí kroužek synchronizační spojky. Toto celé se nasadí na hřídel ozubením směrem ven. Celé kole se zajistí jistícím kroužkem. 6. Na hřídel se nasune kolo 3. rychlostního stupně a zajistí se jistícím kroužkem. 7. Obdobně jako se montoval závěr 1. a2. rychlostního stupně s kolem, smontuje se synchronizační spojka 3. a 4. rychlostního stupně. Vsune se do ní třecí kroužek a kratší stranou hlavy závěru se nasune na naolejovaný hřídel.

8. Do drážky se vloží do pojistné polohy určený zajišťovací kroužek mazací drážkou ven z hřídele. Do drážky hřídele se nasune pero, aby prošlo všemi zajišťovacími kroužky, tj. bude svým koncem minimálně v rovině konce drážkového hřídele. 9. Do závěru synchronizační spojky se vloží poslední třecí kroužek, hřídel se naolejuje a nasune se namazané kolo 4. rychlostního stupně.

10. Nalisuje se (nasune) kuličkové ložisko nákružkem ven z hřídele. Překontroluje se, zda se kola volně otáčejí, našroubuje se matice a dotáhne se. Krček matky se zaklepe do drážky hřídele (NEDĚLAT!!! Jen informativní) 2.3.2. Montáž pastorku do převodové skříně Smontovaný pastorek se vloží do skříně a zasune se co nejdále. Podle potřeby se posunou vidlice, aby rozdělení vůlí třecích kroužků po jejich zasunutí do synchronizační spojky byly v neutrální poloze (střed spojky). Vyjme se pastorek a vidlice dopředných rychlostních stupňů se dotáhnou. 2.3.3. Princip synchronizace Pod pojmem synchronizované převodovky se rozumí převodovky, u kterých se před zasunutím vzájemně spojovaných ozubených elementů nejdříve srovnají rychlosti těchto rotačních součástí na stejné otáčky (synchronizací je označena souběžnost). Uvedení na stejné otáčky se provádí pomocí kónických synchronizačních kroužků, které se při řazení nasunují na protilehlý kónus tělesa spojky kola daného rychlostního stupně a svým třením toto kolo zbrzdí (při řazení nahoru), resp. zrychlí (při řazení dolů). U dnešních synchronizovaných převodovek se používá jištěná synchronizace s blokovacím kroužkem, tzn., že zařazení daného rychlostního stupně je možné teprve tehdy, když se ozubené kolo této rychlosti uvede na stejné otáčky s příslušnou řadicí objímkou.

Řazení rychlostního stupně vypadá následovně: Obr. 5 Princip synchronizace I. poloha synchronizační spojka je mezi oběma rychlostními stupni a není tedy v záběru s žádným kolem, není zařazen žádný rychlostní stupeň. II. poloha pohybem řadicí páky se dostává do záběru třecí spojka, která vyrovná otáčky ozubeného kola a hřídele (platí pro zpomalení i zrychlení kola vůči hřídeli). III. poloha pokračující tlak přemůže kuličkovou pojistku a dojde k přesunutí ozubení synchronizační spojky na ozubení kola, řazení je dokončeno. Řadící vidlice se aretuje kuličkovou pojistkou buď na ovládací tyči, nebo se vytvoří další zářez na převlečném kroužku a využívá se kuličkové pojistky na synchronizační spojce, případně se kombinuje obojí. Tím je synchronizační spojka držena v určené poloze a rychlostní stupeň nevypadne ze záběru. Obr. 6 Řazení rychlostních stupňů

2.4 Hnací hřídel s koly Hnací hřídel s koly tvoří obdobně jako pastorek s koly (hnaný hřídel) celek pro vmontování do převodovky. Montáž i demontáž se provádějí na pracovním stole pomocí lisu. Při výměně některého poškozeného kola na hnacím hřídeli se zároveň vymění i zabírající kolo na hnaném hřídeli (pastorku). Záběr opotřebovaného kola s novým by byl nesprávný a hlučný. Obr. 7 Hnací hřídel převodovky 1. hnacího hřídele, 2. kolo čtvrtého rychlostního stupně, 3. kolo třetího rychlostního stupně, 4. kolo druhého rychlostního stupně, 5. kolo zpátečky, 6. kolo prvního rychlostního stupně 2.4.1. Montáž hnacího hřídele 1. Montáž tohoto hřídele se provádí nalisováním ozubených kol rychlostních stupňů na hřídel. Kola musí být zahřátá na teplotu 120 až 150 C. Na oba konce hřídele se nalisují kuželová ložiska.

2.4.2. Montáž hnacího hřídele do převodové skříně Obr. 8 Soubor dílů hnacího hřídele převodovky 1. Na ložiska hnacího hřídele se nasadí vnější část ložiska. K ložisku u prvního rychlostního stupně se umístí opěrný (jistící) kroužek. Celý komplet se posléze vloží do skříně převodovky na místa pro něj určená.

2. Na hnací hřídel se nasune drážkové pouzdro pro spojovací hřídel a zajistí se sponou. 2.5 Diferenciál Je to převodové ústrojí, které zajišťuje samočinné vyrovnávání rozdílných otáček hnacích kol v zatáčce a zároveň rozděluje hnací točivý moment na obě kola vozidla. Předává sílu z motoru na kola, funguje jako poslední redukční stupeň před přenosem výkonu na kola a hlavně umožňuje otáčení kol hnané nápravy různými rychlostmi. Jede li auto po silnici rovně, obě hnaná kola se otáčí stejnoměrně. Točivý moment se přenáší přes vstupní pastorek, centrální kola mají stejné otáčky jako klec diferenciálu a tím zůstávají boční satelity v klidu. Při zatáčení se kola otáčí různou rychlostí - vnitřní pomaleji než je vstupní rychlost do diferenciálu, vnější rychleji a zároveň síla, která je potřebná k zatáčení vnitřního kola, je menší než vstupní a tudíž je nevyužitá síla přenesena z vnitřního kola na vnější. V takové situaci dochází k pohybu satelitů. Ty obíhají a zároveň se i točí na svých čepech. Vrátí li se jízda do přímého směru, přestanou se satelity otáčet a navrátí se k funkci pouze zubové spojky. Jedou li obě hnaná kola automobilu po povrchu se stejnou přilnavostí, diferenciál rozděluje točivý moment rovnoměrně na obě kola. Jakmile dojde u jednoho z kol ke snížení přilnavosti, nastává problém. Diferenciál přivádí větší točivý moment na prokluzující kolo a menší na kolo, které je v záběru na pevném povrchu a auto se přestane pohybovat kupředu. Pokud přidáte více plynu, kolo se otáčí rychleji, ale auto nezrychlí. Z výše uvedeného vyplývá, že např. při rozjíždění vozidla na sněhu je vhodnější použít dvojku či trojku, aby kola měla k dispozici pouze menší točivý moment a neproklouzla.

Obr. 9 Princip funkce diferenciálu a) Talířové kolo pohání přes satelit planetová kola výstupních hřídelí. Pokud se obě výstupní hřídele točí stejnou rychlostí, satelit se vůči talířovému kolu neotáčí b) Při zablokování levé hřídele, satelit se začne otáčet a druhá výstupní hřídel se roztočí dvojnásobnou rychlostí. 2.5.1 Kuželové soukolí a diferenciál škoda Kuželové soukolí je tvořeno pastorkem (tj. hnaným hřídelem) a talířovým kolem. Obě součásti jsou zaběhnuty na speciálním stroji při nejvýhodnějším záběru kol a údaje odpovídající tomuto záběru jsou na nich zaznamenány. Montovaná mohou být pouze kola stanovená uvedeným výběrem, tj. pastorek a talířové kolo stejného čísla. Obr. 10 Řez diferenciálem. Šipky ukazují značky označující stranu pro lisování čepu satelitů a vzájemnou polohu obou částí diferenciálu.

2.5.2. Montáž diferenciálu Obr. 11 Soubor dílů diferenciálu 1. Na levou polovinu skříně, která již obsahuje planetové kolo, oba satelity, se nasadí na přírubu talířové kolo. Šrouby se zajistí přehnutím plechových podložek.

2. Na planetové kolo se přes krček rozpěrací vložky nasadí jistící kroužek. Je nutné dbát, aby dírka v jistícím kroužku lícovala s dírkou v planetovém kole. Oba se proti vzájemnému pohybu zajistí pružným jistícím kroužkem. 3. Do pravé poloviny skříně diferenciálu se vloží druhé planetové kolo. Před montáží planetového kola je nutné nasadit vymezovací kroužek. Skříň se sešroubuje podle značek na přírubě k diferenciálu. Šroub s čepem je nutné zasadit do pojistného otvoru čepu. Šrouby se zajistí proti povolení přehnutím plechových podložek.

4. Na planetové kolo, v pravé polovině skříně diferenciálu, se přes krček rozpěrací vložky nasadí jistící kroužek. Je nutné dbát, aby dírka v jistícím kroužku lícovala s dírkou v planetovém kole. Oba se proti vzájemnému pohybu zajistí pružným jistícím kroužkem. 5. Na planetové kolo, v pravé polovině skříně diferenciálu, se přes krček rozpěrací vložky nasadí kuželové ložisko.

6. Smontovaný diferenciál se vloží do skříně převodovky podle obrázku. 2.5.4. Zamontování kol a hřídele spojky 7. Do drážkového pouzdra na hnacím hřídeli se nasune spojovací hřídel spojky. Hřídel s pouzdrem se zajistí pojistným kroužkem. Na spojovací hřídel se nasadí objímku vedení a ukotví se do skříně převodovky. Vedení objímky se vloží odpadovým otvorem do dělící roviny skříně směrem dolů k pastorku.

2.6 Dokončovací montáže převodovky 1. Do opačného víka převodovky se zalisuje pánev kuželového ložiska diferenciálu. 2. Víko převodovky dle obrázků umístíme na převodovku a sešroubujeme. 3. V zadní části převodovky je umístěn čtvercový jistící držák. Ten má za úkol nejen držet pastorek (vedlejší hřídel) na místě, ale jeho další funkcí je i držení obou vík převodovky.

4. Montáž víka převodovky se provede mimo stojan. Na hlavní hřídel převodovky se nasadí rozpěrný kroužek. Poté může následovat montáž víka. Pro další montáž opět se převodovka namontuje na stojan. 5. Kryty diferenciálu se namontují na obě strany víka, přičemž se musí dbát na to, aby odtokové dírky byly ve spodní části.

6. Montáž zajišťovacího plechu objímky vedení hřídele spojky. 7. Do obou polovin skříně přijdou zašroubovat olejové zátky. Zátky s magnetem jsou umístěny vespod a to z důvodu zachycování železných pilin vzniklých opotřebením ozubených kol v průběhu provozu převodovky.

8. Na táhlo řadící páky ve víku převodovky se nasadí řadicí páka, přišroubuje se na stojan a zajistí se šroubem proti pohybu.