MECHANICKÉ PŘEVODOVKY S PROMĚNNÝM PŘEVODOVÝM POMĚREM Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice
Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace a podpora studentů se specifickými vzdělávacími potřebami na Vysoké škole technické a ekonomické v Českých Budějovicích" s registračním číslem CZ.1.07/2.2.00/29.0019. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
TYPY ŘAZENÍ A DRUHY AUTOMATICKÝCH PŘEVODOVEK Typy řazení: manuální řazení - řidič volí rychlostní stupně pákou, ovládá spojku sekvenční řazení - pomocí pádel pod volantem nebo volicí páky řidič ovládá pouze činnost nadřadit a podřadit, spojku nepoužívá automatické řazení - řidič zvolí režim jízdy, ovládá pouze plynový a brzdový pedál a o řazení se vůbec nestará, vše je řízeno automaticky
DRUHY AUTOMATICKÝCH PŘEVODOVEK Hydraulické k přeřazování využívá hydraulických elementů, mechanická regulace, 3 stupňové, základem je hydrodynamický měnič Hydraulické s elektronickou regulací 4 stupňové, elektromagnetická regulace, uzamykatelný hydrodynamický měnič na posledním stupni omezuje ztráty prokluzem Elektronicky řízené automatické (tiptronic) 5 až 7 stupňové, řazení pomocí třecích brzd a lamelových spojek, uzamykatelný měnič již od třetího stupně, volitelné režimy jízdy Variátorové (CTX, ECVT) lamelová spojka pro rozjezd, plynulá změna převodového stupně, přenos sil zajišťuje řemen nebo řetěz, vysoká účinnost a životnost Mechanické se dvěma spojkami (DSG) dvě paralelně uspořádané převodovky, dvě lamelové spojky Mechanické s elektro-hydraulickým ovládáním 5 stupňové, suchá spojka (jako u manuálního řazení), řazení řízené počítačem se provádí samočinně
OSOBNÍ AUTOMOBILY Manuální převodovky Tato skupina převodovek je v současné době nejpoužívanější u osobních vozidel střední a nižší střední třídy, kde se klade důraz na snižování výrobních nákladů a koncové ceny vozidla. Přenášené točivé momenty se pohybují v rozmezí 100-600 Nm. Mezi hlavní výhody patří, kromě nízkých výrobních nákladů, jejich vysoká účinnost (až 0,97), nízká hmotnost, velký rozsah převodových poměrů, nezávislá volba rychlostních stupňů a rozměrová kompaktnost. Naopak, hlavní nevýhodou je přerušení toku točivého momentu při řazení a nutnost aktivní účasti řidiče při řazení a tím vyplývající zmenšení jízdního pohodlí. Konstrukce převodovek je dvou či tříhřídelová. Vícestupňová převodovka, u které o volbě konkrétního převodového stupně rozhoduje obsluha. Nezáleží přitom na tom, zda je k zařazení užita pouze síla lidské ruky, nebo posilovač či servomotor.
SCHÉMATICKÝ PRINCIP VÍCESTUPŇOVÉ PŘEVODOVKY Na obrázku je zjednodušený příklad funkce vícestupňové převodovky. Převodovka má možnost řazení tří rychlostních stupňů v jednom směru a možnost zařazení jednoho zpětného chodu. Převody pro řazení tří rychlostních stupňů jsou označeny zeleně, modře a fialově. Vstupní hřídel je značena žlutě.
POLOAUTOMATICKÉ PŘEVODOVKY Základní konstrukční uspořádaní poloautomatických převodovek je stejné jako u dvou či tříhřídelových řazených převodovek. Rozdíl je řešen elektrohydraulicky nebo elektropneumaticky. To znamená, že již není potřeba aktívní účasti řidiče na ovladání spojky při rozjíždění nebo řazení a vozidlo má pouze dvoupedálovou ovládací soustavu (akcelerátor a brzdový pedál). Převodové stupně řidič volí pákou.
AUTOMATICKÉ PŘEVODOVKY Automatické převodovky představují stále více zastoupenou skupinu převodovek u osobních vozidel. U vozů vyšší třídy a luxusních vozidel tvoří kolem 90 % produkce a u vozů nižších tříd jsou téměr u všech modelů nabízených jako alternatívní převodové ústrojí k převodovkám manuálním. Jsou konstruovány jako stupňové (planétové soukolí s hydrodynamickým měničem či dvouspojkové uspořádaní) nebo jako plynulé bezestupňové se dvěma páry kuželových soukolí. U planetových převodů se rychlostní stupně řadí pomocí vícelamelových spojek a brzd a nedochází ke přerušení přenosu točivého momentu od motoru, což je výhodné oproti manuálním převodovkám a jsou schopny přenášet točivý moment až 1100 Nm. Plynulé převodovky poskytují výhodu v tom, že motor pracuje v optimálních otáčkách při každé pojezdové rychlosti díky plynule měnitelnému převodovému poměru. U osobních vozidel jsou konstruovány na maximální točivý moment až 400N.
NÁKLADNÍ VOZIDLA Pro nákladní vozidla se používá řada konstrukčních velikostí přizpůsobených výkonu motoru a podle účelu vozidla rozdílné počty převodů 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18. Tzv. jednoskupinové převodovky mají 4 až 7 rychlostních stupňů. Pro větší počet rychlostních stupňů se používají dvouskupinové nebo třískupinové převodovky. U dvouskupinových převodovek je před základní jednoskupinovou převodovku vložena tzv. předřazena dělící redukce, která zdvojnásobuje počet rychlostních stupňů základní převodovky. U třískupinových převodovek se za převodovku dvouskupinovou umísťuje planetové soukolí, které ještě dále zdvojnásobuje počet rychlostních stupňů (např. 2x4x2, tj. celkem 16 rychlostních stupňů). U současných nejvýkonnějších nákladních vozidel jsou převodovky schopny přenášet točivé momenty až 3200 Nm.
SEKVENČNÍ PŘEVODOVKY Konstrukce je obdobná jako u dvouhřídelové manuální převodovky, u které jsou řadící vidlice posouvány po svých osách pomocí řadících táhel. Sekvenční převodovka se od ní líší právě způsobem řazení, kde pohyb řadících vidlic obstaráva řadíci válec. Ten má v sobě vyfrézované zakřivené drážky, ve kterých jsou uchyceny řadíci vidlice. Pootočením válce do úhlu odpovídajícímu vybranému rýchlostnímu stupni dojde zároveň k natočení vodící dráždky a vlivem jejího zakřivení i k posunu řadící vidlice po své ose a zařazení vybraného rychlostního stupně. Přenášené točivé momenty u dnešních motocyklů dosahují hodnot až 200 Nm.
VARIÁTOROVÉ PŘEVODOVKY Použití především u skútrů všech objemových kategorií v kombinaci s odstředivou rozjezdovou spojkou. Konstrukční základ variátorů tvoří dva páry kuželových řemenic, které jsou spojeny pryžovým řemenem, jehož prostřednictvím se přenáší točivý moment. Vzájemným oddalováním, resp. přibližováním řemenic se plynule mění převodový poměr.
KONCEPCE POHONU Pro konstrukci vozidlových převodovek je výchozí koncepce samotného vozidla, ve kterém má byt použita. Je to z důvodů rozdílných požadavků a možností s ohledem na zástavbu vozidla. Rozeznávame především nasledující koncepce: Standardní (klasická) Zadní pohon Přední pohon Pohon všech kol Transaxle