PŘEVODOVÉ ÚSTROJÍ přenáší výkon od motoru na hnací kola a podle potřeby mění otáčky s kroutícím momentem Uspořádání převodového ústrojí se řídí podle základní konstrukční koncepce automobilu. Ve většině případů se skládá z těchto celků: SPOJKA PŘEVODOVKA ROZVODOVKA S DIFERENCIÁLEM KLOUBOVÉ HŘÍDELE Schéma uspořádání je-li motor vpředu a pohon zadních kol. Motor je uložen vpředu podélně s tříhřídelovou převodovkou. Výkon se přenáší dlouhou kloubovou hřídelí k zadní nápravě na stálý kuželový převod rozvodovky s diferenciálem. Schéma uspořádání je-li motor vpředu a pohon předních kol. Motor většinou uložen napříč před přední nápravou, s dvouhřídelovou převodovkou, s čelním stálým převodem rozvodovky a diferenciálem. Celé převodové ústrojí je v jedné společné skříni. Od ní je výkon přenášen krátkými kloubovými hřídeli na přední kola. 1
SPOJKA Automobilová spojka je třecí ovládaná kotoučová spojka. Slouží k přerušení přenosu výkonu při stání automobilu s běžícím motorem, umožňuje plynulý rozjezd a přerušuje přenos výkonu při řazení převodových stupňů. Části spojky: hnací kotouč = setrvačník motoru přítlačný kotouč je také hnacím kotoučem hnaný kotouč = plechová lamela s obložením a torzním tlumičem přítlačná pružina talířová nebo soustava šroubovitých tlačných spojkové ložisko výpočet třecí síly, přítlačné síly a tlaku mezi kotouči při daném výkonu, otáčkách a rozměrech spojky : 2
PŘEVODOVKA Slouží ke změně otáček a krotícího momentu při daném výkonu motoru. Jinými slovy upravuje charakteristiku spalovacího motoru, aby byl použitelný pro pohon automobilu. Běžně používanou konstrukcí jsou převodovky s ručním řazením pomocí synchronizačních spojek. Zpětný chod se řadí přesunutím kola do převodu s vloženým kolem. Řazení probíhá při přerušeném přenosu výkonu pomocí třecí spojky ovládané řidičem. Ozubená kola mají šikmé ozubení, kola pro zpětný chod ozubení přímé. Synchronizační spojka je kombinací spojky kuželové třecí a spojky zubové. Připojuje příslušné ozubené kolo k hřídeli. Třecí spojka nejprve vyrovná otáčky kola s hřídelí (kolo je zrychleno nebo přibržděno), potom se zasunou zuby spojky zubové a je možno přenášet mezi ozubeným kolem a hřídelí plný výkon. Automatické převodovky mají na vstupu hydrodynamický měnič, který slouží pro plynulý rozjezd vozidla, dále následuje několikastupňová planetová převodovka, u níž se řadí automatickým zabrzděním příslušného korunového kola v závislosti na otáčkách motoru. 3
Hydrodynamický měnič se skládá ze tří lopatkových kol: čerpadlové kolo (2) - je poháněno od klikové hřídele spalovacího motoru (3) a je spojeno se skříní měniče (1) turbínové kolo (5) - je připojeného na vstupní hřídel převodovky (6) kolo reaktoru (7) - je většinou namontováno s volnoběžkou (8) a může se otáčet pouze ve směru otáčení motoru Měnič je naplněn hydraulickou kapalinou (olejem). Je-li spalovací motor v chodu je lopatkami čerpadlového kola Video: (2) kapalina unášena, získává kinetickou energii a účinkem odstředivé síly je vháněna do turbínového kola http://www.allisontransmission. (5). Na zakřivených lopatkách turbínového kola se com/international/europe/medi kinetická energie mění na mechanickou práci = roztáčí a/media.jsp?mediaid=2270&re turbínové kolo. Kapalina dále proudí do kola reaktoru (7). gion=europe&from=index Zde dochází k odporu proudění, zvýšení tlaku a ke zpětnému působení = reakci, která vyvolá zvýšení točivého momentu na turbíně. Největší točivý moment, asi dvojnásobek točivého momentu motoru, vznikne na turbínovém kole v případě, kdy automobil a tím i turbínové kolo jsou v klidu, zatímco klikovou hřídelí motoru je poháněno čerpadlové kolo, tj. v okamžiku rozjezdu automobilu. ROZVODOVKA S DIFERENCIÁLEM Rozvodovka je stálý převod, který rozděluje výkon na kola jedné nápravy. Diferenciál tvoří s rozvodovkou jeden celek a umožňuje, aby otáčky kol jedné nápravy mohly být rozdílné a nedocházelo ke smýkání kol při projíždění zatáčkou. Za zhoršené adheze ( bláto, sníh ), jsou však otáčky přenášeny pouze na kolo s menším odporem, které se prokluzuje a je tím znemožněn rozjezd vozidla. Proto terénní automobily mohou v obtížné situaci diferenciál vyřadit z činnosti tzv. uzávěrka diferenciálu. Nejběžnější je stálý převod na skříň diferenciálu čelním nebo kuželovým převodem a diferenciál s kuželovými koly. na obr. : poz. 1 a 2 je stálý kuželový převod na skříň diferenciálu poz. 3., poz 4 jsou centrální kola která jsou na konci dvou hnacích hřídelů (poloosách) pojezdových kol, poz. 5 jsou satelity, ty jsou unášeny skříní a unášejí centrální kola. Pokud otáčky pojezdových kol jedné nápravy jsou rozdílné, pak se satelity po centrálních kolech ještě odvalují. Video: http://www.youtube.com/watch?v=4whjqtnfqx0 4
KLOUBOVÉ HŘÍDELE U konstrukce s motorem vpředu a pohonem zadních kol je kloubová hřídel mezi převodovkou a rozvodovkou (viz. obr.). Vyrovnává výškový rozdíl obou částí a jejich vzájemný pohyb vlivem pérování. Jedná se o hřídel s křížovými klouby. U konstrukce s motorem vpředu a pohonem předních kol jsou kloubové hřídele mezi diferenciálem, který je součástí převodovky a náboji kol. U řízeného kola přední nápravy musí však být kloub stejnoběžný (homokinetický). Má tu vlastnost, že úhlová rychlost jeho hnané části se v průběhu otáčky nemění, a to i když je kolo vytočeno do rejdu a části kloubu svírají větší úhel. Jednou z konstrukcí je kloub kuličkový. Systém převodového ústrojí může být vybaven ještě redukční převodovkou (nákladní, terénní automobily), rozdělovací mezinápravovou rozvodovkou (automobily s pohonem všech kol), volnoběžnou spojkou (automobily s dvoudobým motorem). Zopakujte si a zpracujte z 2.a 3. ročníku následující body související s přenosy výkonu u automobilů. charakteristika spalovacího motoru ideální trakční charakteristika trakční charakteristika při mechanickém přenosu výkonu trakční charakteristika při hydrodynamickém přenosu výkonu 5
Výpočet rozměrů ozubených kol při daném modulu a počtu zubů. Výpočet převodových poměrů při zařazení jednotlivých rychlostních stupních. Výpočet otáček a kroutících momentů na výstupu z převodovky při zařazení jednotlivých rychlostních stupních a daném výkonu a otáčkách motoru. Výpočet sil na obvodu ozubených kol s přímými a šikmými zuby. Výpočet sil působících z kol na hřídele. Výpočet sil působících na ložiska. Pevnostní výpočet předlohové hřídele. 6