1 PŘEVODNÉ ÚSTROJÍ

1
PŘEVODNÉ ÚSTROJÍ
Tvořeno ústrojími, spojujícími jednotlivě nebo jako celek motor s hnacími koly
vozidla za účelem :
• přenosu točivého momentu,
• přerušování točivého momentu,
• změny velikosti nebo smyslu točivého momentu.
Převodné ústrojí automobilu
1 spojka, 2 převodovka, 3 pružný kloub, 4 kloubový hřídel, 5 stálý převod hnací nápravy, 6 diferenciál
1.1
ROZDĚLENÍ PŘEVODNÝCH ÚSTROJÍ
Podle způsobu přenosu točivého momentu (podle účelu) :
1.
Pro krátkodobé přerušování přenosu točivého momentu
• SPOJKA
• VOLNOBĚŽKA
2.
převodné ústrojí, hnací a hnaná část jsou spolu silově spojeny nebo samočinně (samočinné spojky)
rozpojovány řidičem vozidla.
převodné ústrojí, samočinně přerušující přenos točivého momentu ← otáčky hnané části > otáčky hnací
části.
Pro změnu velikosti přenášeného točivého momentu
• PŘEVODOVKA
převodné ústrojí, sloužící ke změnám (zpravidla
zvětšování) přenášeného točivého momentu.
• PŘÍDAVNÉ PŘEVODY
převodná ústrojí, doplňující převodovku za
určitým účelem.
PRI-TeO-12.00 Převodné ústrojí_hlavní části
1 / 14
3.
Pro stále spojení
• SPOJOVACÍ HŘÍDEL
• KLOUBOVÝ HŘÍDEL
4.
spojuje jiná převodná ústrojí, neměnící svou
vzájemnou polohu.
spojuje jiná převodná ústrojí, měnící svou
vzájemnou polohu, má převodné klouby.
Pro rozdělování přenášeného točivého momentu
• ROZDĚLOVACÍ PŘEVOD
• DIFERENCIÁL
převodné ústrojí, rozdělující točivý moment motoru na různé nápravy (u vozidel
s pohonem obou kol).
převodné ústrojí, samočinně umožňující rozdílné
otáčky levého a pravého hnacího kola, případně
přední a zadní nápravy vozidla zároveň s pohonem
obou náprav, jestliže obě tato kola nebo nápravy
konají nestejnou dráhu (např. v zatáčce).
Převodná ústrojí automobilu s pohonem všech čtyř kol
PRI-TeO-12.00 Převodné ústrojí_hlavní části
2 / 14
1.2
ROZVODOVKY
Rozvodovka je převodné ústrojí, přenášející točivý moment z převodovky na
hnací kola automobilu a skládající se z :
• stáleho převodu hnací nápravy,
• diferenciálu.
Účelem rozvodovky je :
• přenést a zvětšit točivý (hnací) moment,
• snížit otáčky hnacích kol,
• rozvést točivý (hnací) moment na kola vozidla, případně na nápravy (mezinápravové rozvodovky).
1.2.1
STÁLÝ PŘEVOD HNACÍ NÁPRAVY
Převod v hnací nápravě, jehož účelem je trvale zvětšovat točivý moment (a
zmenšovat otáčky) a přivádět ho k hnacím kolům.
Podle uspořádání rozeznáváme převod hnací
nápravy :
JEDNODUCHÝ
DVOJSTRANNÝ
stálý převod s jedním párem
převodových
kol
(např.
s jedním
pastorkem
a
s jedním talířovým kolem),
společným pro hnací hřídele
obou kol nápravy. Diferenciál
je ve smyslu postupu točivého
momentu za převodem.
stálý převod se dvěma páry
ozubených kol (např. dva pasJednoduchý převod hnací
torky a dvě talířová
nápravy
kola), po jednom
pro každý z hnacích hřídelů obou kol. Diferenciál
je ve smyslu postupu točivého momentu před převodem.
Dvoustranný převod hnací nápravy
PRI-TeO-12.00 Převodné ústrojí_hlavní části
3 / 14
DVOJNÁSOBNÝ
stálý převod složený ze dvou převodů funkčně upravených
ze sebou → celkový převodový poměr je vždy součinem převodových poměrů dílčích (např. kuželový a čelní převod).
První převod je vždy jednoduchý. Dvojnásobné převody hnací nápravy se podle uspořádání druhého převodu člení na :
• dvojnásobný sloučený převod,
stálý převod hnací nápravy, jehož druhý převod je také
jednoduchý a teprve ten obsahuje diferenciál,
• dvojnásobný dvoustranný převod,
dvojnásobný převod hnací nápravy, jehož druhý převod je dvoustranný a diferenciál je v prvním převodu.
Dvojnásobný sloučený převod
Stálé převody hnacích náprav automobilů
jsou tvořeny ozubenými koly (u malých
motocyklů řetězy) → požadavky na převod :
• plynulý chod,
• odolnost proti rychlému opotřebení,
• dostatečně tuhé zuby ozubených kol
→ zamezení přenosu chvění.
Dvojnásobný dvoustranný
převod
Použité soukolí bývá :
• čelní
v rozvodovkách u napříč uložených poháněcích soustav
osobních automobilů, v dvojnásobných rozvodovkách nákladních automobilů,
• kuželové
• planetové
• šnekové používá se ojediněle.
Nejrozšířenější jsou převody kuželové, používající :
• přímé zuby
pro obvodové rychlosti do 5 ms-1 a otáčky menší než 1000
min-1, citlivé na výrobní a montážní nepřesnosti a deformaci při zatížení, použití většinou jen jako soukolí kuželových diferenciálů,
PRI-TeO-12.00 Převodné ústrojí_hlavní části
4 / 14
• zakřivené zuby
nehlučné, méně citlivé na nepřesnosti výroby, montáže a deformace vlivem zatížení, mají větší měrnou únosnost, dosahují většího převodového poměru, podélná křivka zubů používá zakřivení do
kruhového oblouku → ozubení Gleason nebo do
tvaru spirály → ozubení Klingenberg.
• hypoidní ozubení
pastorek vyosený proti kolu → zvětší se
jeho průměr a měrná únosnost, soukolí
se vyznačuje tichým chodem, soukolí
jsou provedena se zakřivenými zuby typu Gleason, Klingenberg a Spinomatic.
Spolehlivý a tichý chod soukolí rozvodovky závisí na :
• přesném nastavení pevnosti hřídelů a jejich uložení,
• poloze, trvanlivosti a přesnosti
nastavení ložisek,
• pevnosti skříně rozvodovky.
Hypoidní kuželový převod
1 talířové kolo,
3 vyosení
2
kuželový pastorek,
PRI-TeO-12.00 Převodné ústrojí_hlavní části
Pro správnou činnost kuželového soukolí je nutné :
• přesné nastavení záběru,
• nastavení pastorku vůči ose talířového kola,
• boční vůle zubů soukolí má být
v rozmezí 0,1 až 0,3 mm → ovlivňuje posunutí talířového kola se
středu.
5 / 14
1.3
DRUHY ROZVODOVEK
1.3.1
ROZVODOVKA S JEDNODUCHÝM PŘEVODEM
Převodu dosaženo jediným soukolím :
• čelním
výrobně a montážně výhodné ← nepotřebuje nastavování
záběru, pro dosažení tichého chodu se používá šikmé
ozubení,
• kuželovým
maximální průměr talířového kola omezen požadovanou
světlou výškou vozidla, vnitřní průměr talířového kola
omezen velikostí klece diferenciálu,
• šnekovým
umožňuje velmi nízké uložení spojovacího hřídele, vyznačuje se tichým chodem, pro velmi malou účinnost se nepoužívá, u nákladních automobilů se používá pouze
z důvodu dosažení vysokého převodového poměru.
Rozvodovka s čelním šikmým ozubením a
s čelním diferenciálem
1
2
3
4
5
6
7
hnací ozubené kolo s čelním ozubením
hnané ozubené kolo s čelním ozubením
hnací hřídel kola
levé centrální kolo (spojené s hnacím hřídelem)
ozubením
zabírající
satelity
s čelním
s centrálním kolem na levém hnacím hřídeli
satelit
s čelním
ozubením
zabírající
s centrálním kolem na pravém hnacím hřídeli (protilehlý satelit není vidět)
pravé centrální kolo (spojené s hnacím hřídelem)
Kuželové soukolí se zakřivenými zuby
1
kuželový pastorek, 2 talířové kolo
PRI-TeO-12.00 Převodné ústrojí_hlavní části
Šnekové soukolí
1 šnek, 2 šnekové kolo
6 / 14
1.3.2
ROZVODOVKA S DVOJNÁSOBNÝM PŘEVODEM
• Převodový poměr rozvodovky
rozdělen na dvě soukolí → kuželové a čelní.
• Umožňuje použít vysoký převodový poměr při nesnížení světlosti
automobilu.
Dvojnásobný převod hnací nápravy
1 kuželový pastorek, 2 talířové kolo, 3 redukční převod s čelním
ozubením, 4 satelit diferenciálu
1.3.3
DVOJSTUPŇOVÁ ROZVODOVKA
• Další převod umístěn v zadní nápravě.
• Kuželový převod pohání hnací hřídel čelních soukolí → zpravidla zařazována zubovou spojkou,
• zubová spojka musí být pojištěna před vysunutím, spojka je ovládána hydraulickým, pneumatickým nebo elektrickým okruhem.
Dvojstupňová rozvodovka
1 kuželový pastorek, 2 redukční převod s větším převodovým poměrem,
3 hnací hřídel kola, 4 redukční převod s menším převodovým poměrem,
5 zubová spojka, 6 příruba pastorku
PRI-TeO-12.00 Převodné ústrojí_hlavní části
7 / 14
1.4
DIFERENCIÁL
• Umožňuje rozdílné otáčky levého a pravého hnacího kola, případně
přední a zadní nápravy automobilu zároveň s pohonem obou náprav
v okamžiku, kdy obě tato kola nebo nápravy konají nestejnou dráhu →
např. v zatáčce.
• Rozděluje točivý moment na
obě kola nebo nápravy.
KONSTRUKCE :
• Každá hnací náprava má dva
hnací hřídele kol.
• Hnací hřídel kola na jednom
konci pevně spojen s kolem automobilu – na druhém konci zakončen ozubeným kuželovým
kolem → představuje centrální
kolo diferenciálu.
• Mezi centrálními koly jsou na
čepech uložena zpravidla dvě
nebo čtyři kuželová kola → satelity.
• čepy a kuželová kola jsou uložena v kleci diferenciálu.
Části kuželového diferenciálu
1.4.1
1 centrální kolo, 2 satelity, 3 čep satelitů
KUŽELOVÝ DIFERENCIÁL
Převodové ústrojí s vyrovnávacím soukolím vytvořeným
z kuželových kol
s přímými zuby.
PRINCIP ČINNOSTI :
PŘÍMÁ JÍZDA
• Otáčky obou hnacích hřídelů jsou stejné,
• Otáčky a hnací moment jsou přenášeny z kloubového hřídele a pastorku
na talířové kolo → pevně spojené s přírubou a klecí diferenciálu, se kterou se společně otáčí.
• Otáčky přenášeny přes satelity na obě centrální kola → satelity působí jako nepohyblivá zubová spojka mezi klecí diferenciálu a centrálními koly.
• Centrální kola mají stejné otáčky jako klec diferenciálu → hnací moment
rovnoměrně rozdělen na obě centrální kola a přes hnací hřídele na kola
vozidla.
PRI-TeO-12.00 Převodné ústrojí_hlavní části
8 / 14
JÍZDA ZATÁČKOU
• Vnitřní kolo se odvaluje po kratší dráze než kolo vnější (vozidlo vjíždí do
zatáčky) → zpomaluje se → zpomalení hnacího hřídele a příslušného centrálního kola.
• Obíhající satelity se začínají po zpomaleném centrálním kole odvalovat a
otáčet se → urychlují druhé centrální kolo → jeho hnací hřídel → kolo jedoucí po vnějším oblouku.
• Hřídel každého kola poháněn přes diferenciál → otáčky vnějšího a vnitřního kola se mohou měnit v závislosti na délce dráhy → o kolik se zpomalí
vnitřní kolo, o tolik se urychlí vnější kolo.
• Satelity obíhají (točí se s klecí) a současně se i točí (na čepech satelitů).
• V okamžiku průjezdu automobilu zatáčkou končí činnost diferenciálu → satelity se na svých čepech přestávají otáčet → tvoří pouze zubovou spojku.
Popis konstrukčních prvků s ohledem na hmotnost (velikost) automobilu :
Lehký automobil
diferenciál obsahuje dva satelity s válcovým čepem, klec diferenciálu je z jednoho kusu.
Středně velký automobil diferenciál obsahuje tři satelity s hvězdicovým čepem, skříň diferenciálu je dělená.
Těžký automobil
diferenciál obsahuje čtyři satelity s křížovým čepem
(jednodílný nebo dvojdílný), klec diferenciálu je dělená.
SATELITY A CENTRÁLNÍ KOLO
• Opírají se o klec diferenciálu → přímo nebo přes kroužky.
• Opěrná plocha je rovná – u satelitů kulová → umožňuje zvětšit tření satelitů při jejich otáčení → satelity a centrální kola jsou brzděna → zamezuje
se velmi rychlému zvětšení otáček kola (např. při odskoku kola na nerovné
cestě a tím jeho možného chvilkového protočení).
• Zvýšené tření v diferenciálu je výhodné → při jízdě na kluzké vozovce
částečně brání prokluzu kol.
1.4.2
ČELNÍ DIFERENCIÁL
PRI-TeO-12.00 Převodné ústrojí_hlavní části
9 / 14
Schéma čelního diferenciálu
1 klec diferenciálu, 2 hnací hřídele kol,
3 centrální kola, 4 satelity
KONSTRUKCE :
• Pastorek a talířové kolo jsou připevněny ke kleci diferenciálu → poháněna
soukolím stálého převodu rozvodovky.
• Centrální (planetové) kolo a satelity mají čelní ozubení.
• Satelit není v záběru s oběma centrálními koly → polovina satelitu zabírá
s jedním centrálním kolem – druhá polovina satelitu zabírá s druhým satelitem → je v záběru s druhým centrálním kolem.
• S ohledem k vyvážení obsahuje diferenciál dva páry satelitů → vzájemně
posunuty o 180°.
PRINCIP ČINNOSTI :
• Činnost čelního diferenciálu je stejná jako u kuželového diferenciálu.
• Při průjezdu zatáčkou se zpožďuje vnitřní centrální kolo → vnější centrální
kolo se urychluje díky odvalování satelitů po ozubení centrálních kol.
VÝHODY :
• menší průměr klece (oproti kuželovému diferenciálu),
• tichý chod,
• snadná montáž,
• levné díly.
NEVÝHODY :
• delší konstrukce (oproti kuželovému diferenciálu),
• v okamžiku uváznutí automobilu jedním hnacím kolem v blátě, písku, kluzkém zledovatělém povrchu … → kolo na pevném povrchu se zastaví →
druhé kolo na kluzkém povrchu se protáčí dvojnásobnou rychlostí →
výkon motoru nelze využít pro vyproštění vozidla.
1.5
ZÁVĚR DIFERENCIÁLU
ÚČEL :
• vyřadit z činnosti diferenciál, např. při rozjezdu vozidla na kluzké vozovce, při jízdě po měkkém terénu, na ledě nebo blátě.
PRINCIP ČINNOSTI :
• závěr diferenciálu znehybňuje centrální kolo (hnací hřídel kola) vůči diferenciálu → ovládání se provádí z místa řidiče mechanicky nebo elektropneumaticky,
PRI-TeO-12.00 Převodné ústrojí_hlavní části
10 / 14
• vyřazení z činnosti se provádí např. zubovou spojkou → při zapnutí závěru diferenciálu je pomocí vnitřního ozubení přesuvné objímky a vnějšího
ozubení jádra spojky pevně spojen pravý hnací hřídel kola s klecí diferenciálu → satelity se nemohou dále odvalovat po centrálním kole → diferenciál má 100 % svornost → obě centrální kola mají za všech jízdních situací stejné otáčky.
• Po překonání „překážky“ je NUTNO ZÁVĚR DIFERENCIÁLU OKAMŽITĚ
VYŘADIT → při normální jízdě se zablokovaným diferenciálem DOCHÁZÍ
KE ZNAČNÉMU NAMÁHÁNÍ PŘEVODNÉHO ÚSTROJÍ a v důsledku
skluzu pneumatik k jejich nadměrnému opotřebovávání.
Závěr diferenciálu
1 vidlice ozubené přesuvné objímky závěru diferenciálu, 2 klec diferenciálu, 3 spínač závěru diferenciálu, 4 ozubená přesuvná objímka závěru diferenciálu
1.6
SAMOSVORNÉ DIFERENCIÁLY
ÚČEL :
• odstranit ztíženou obsluhu automobilu při zařazování závěru diferenciálu.
PRINCIP ČINNOSTI :
• Při jízdě na dobré vozovce je funkce samosvorného diferenciálu shodná s
funkcí kuželového nebo čelního diferenciálu.
• V okamžiku prokluzu jednoho z hnacích kol nebo rozdílu otáček vzniká
v samosvorném diferenciálu zvýšené tření → umožňuje pouze určitý rozdíl
PRI-TeO-12.00 Převodné ústrojí_hlavní části
11 / 14
otáček levého a pravého hnacího kola → zabraňuje volnému protáčení kol
vůči sobě.
1.6.1
ŠNEKOVÝ DIFERENCIÁL
• Jedná se o diferenciál se šnekovým soukolím.
• Pohon umožněn pomocí kuželového soukolí.
• Používá se u tuhých náprav.
KONSTRUKCE :
• talířové kolo pevně spojeno se skříní diferenciálu → ve skříni volně a otočně uloženy satelity se šnekovým ozubením.
• Do centrálních kol zabírají samosvorné šroubovice → vloženy mezi centrální kola a satelity → dávají diferenciálu zvýšenou svornost (odlišnost od
kuželového diferenciálu).
Samosvorný šnekový diferenciál Torsen
1 planetová kola, 2 tři páry šnekových satelitů vzájemně spojených čelním soukolím
PRINCIP ČINNOSTI :
• při jízdě zatáčkou opisuje vnější kolo delší dráhu než kolo vnitřní → otáčí
se pomaleji → klade větší odpor.než kolo vnější,
• hnací síla se přenáší přes satelity → odvalují se po samosvorných šroubovicích, kladoucích větší odpor → pravé centrální kolo se zpomaluje,
• stoupání samosvorných šroubovic voleno tak, aby při nízkých rychlostech
obou kol byl odpor v jejich záběru se satelity a centrálními koly malý a činnost diferenciálu normální,
PRI-TeO-12.00 Převodné ústrojí_hlavní části
12 / 14
• samosvorný účinek šroubovic zabraňuje volnému protáčení prokluzovacího kola → působí jako brzda na kolo se snahou prokluzovat → síla se přenese na kolo s pevným stykem s vozovkou.
1.7
MEZINÁPRAVOVÉ DIFERENCIÁLY
• Použití u automobilů s více poháněnými nápravami → pro vyrovnání
nestejných otáček náprav.
• Každá náprava má svůj diferenciál na vyrovnání rozdílných drah vnějšího
a vnitřního kola při jízdě v zatáčce.
• používá se kuželový diferenciál doplněný uzávěrkou, případně diferenciál
Torsen firmy Gleason → samočinně reguluje rozdělení točivého momentu mezi přední a zadní nápravou.
Poznámka : V normálním provozu je tento poměr od 75:25 % (přední/zadní náprava)
do 25:75 % (přední/zadní náprava).
VÝHODY :
• lepší trakční schopnost,
• lepší jízdní stabilita,
• provozní způsobilost i při obtížných adhézních podmínkách,
• menší opotřebení pneumatik,
• neomezená funkce protiblokovací soustavy brzd.
1.8
MAZÁNÍ DIFERENCIÁLU (ROZVODOVKY)
• Skříň rozvodovky musí být naplněna mazacím olejem, doporučeným výrobcem pro daný typ.
• Rozvodovka uložená ve společné skříni s převodovkou má s převodovkou
společnou olejovou náplň.
• Hřídele ve skříni těsněny radiálními hřídelovými těsnícími kroužky (těsnící
kroužky Gufero).
KONTROLNÍ OTÁZKY
1.
2.
3.
Jaký účel plní převodné ústrojí ?
Popište hlavní části převodného ústrojí automobilu (dle obrázku).
Jaké druhy převodného ústrojí pro krátkodobé přerušování přenosu točivého momentu znáte?
PRI-TeO-12.00 Převodné ústrojí_hlavní části
13 / 14
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Jaké druhy převodného ústrojí pro změnu velikosti přenášeného točivého
momentu znáte?
Jaké druhy převodného ústrojí pro stálé spojení točivého momentu znáte?
Jaké druhy převodného ústrojí pro rozdělování přenášeného točivého momentu znáte?
Jaký účel plní rozvodovka ?
Co je to rozvodovka a z jakých částí se skládá.
Co je to stálý převod hnací nápravy a jaký je jeho účel ?
Jaké rozeznáváme převody hnací nápravy (podle uspořádání) ?
Jaký druh rozvodovky je na obrázku ? Uveďte stručnou charakteristiku.
Popište konstrukci diferenciálu.
Jaký účel plní diferenciál ?
K jakému účelu slouží závěr diferenciálu.
Co je nutno provést po překonání „překážky“ ve vztahu k diferenciálu ?
Proč se používá mezinápravový diferenciál ?
Uveďte výhody mezinápravového diferenciálu.
PRI-TeO-12.00 Převodné ústrojí_hlavní části
14 / 14