Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Układ przeniesienia napędu- podzespoły przenoszące napęd

6,339 views

Published on

Układ przeniesienia napędu- podzespoły przenoszące napęd

Published in: Education
  • Login to see the comments

  • Be the first to like this

Układ przeniesienia napędu- podzespoły przenoszące napęd

  1. 1. Moduł 3 Układ przeniesienia napędu – podzespoły przenoszące napęd ze skrzynki przekładniowej na koła napędowe
  2. 2. 1. Wały napędowe i przeguby 2. Przekładnie główne i mechanizmy różnicowe 3. Półosie i piasty kół napędowych W tym module  zostaną omówione pozostałe podzespoły wchodzące w skład układu przeniesienia napędu. Będą tu szczegółowo omówione: • wały i przeguby, • przekładnia główna, • mechanizmy różnicowe, • półosie. Przedstawiona zostanie budowa oraz zasada działania poszczególnych podzespołów. Dzięki elastycznym zawieszeniom napędzane koła samochodu przemieszczają się względem innych części jego układu napędowego, czemu odpowiadać musi konstrukcja kinematycznego sprzężenia tych elementów. Przy klasycznym rozmieszczeniu zespołów układu napędowego w pojeździe moment obrotowy   przekazywany   jest   ze   skrzyni   biegów,   przymocowanej   do   konstrukcji   nośnej pojazdu, na przekładnię główną, osadzoną wraz z mechanizmem różnicowym i łożyskami napędzanych kół w sztywnej obudowie, zwanej mostem napędowym. Służy do tego element pośredni w postaci wału napędowego, połączonego przegubowo z wałem wyjściowym skrzyni biegów i wałem zębnika przekładni głównej.  Gdy sprężyste części zawieszenia uginają się na skutek przejeżdżania kół napędzanych przez nierówności drogi lub z powodu różnych obciążeń pojazdu, zmieniają się kąty tworzone przez geometryczne osie wszystkich tych trzech sprzężonych wałów, a zmiany te umożliwia konstrukcja przegubów. W trakcie wzajemnych przemieszczeń zmienia się także odległość pomiędzy skrzynią biegów a przekładnią główną, więc jeden z przegubów musi być osadzony na sztywnej części wału napędowego przesuwnie, za pomocą połączenia wielowypustowego. Dla zapewnienia stabilności pracy takiego systemu przeniesienia napędu przy większych prędkościach   obrotowych   stosuje   się   zamiast   jednego   wału   napędowego   dwa   lub   trzy, połączone wzdłużnie i podparte w miejscach połączeń dodatkowym łożyskowaniem. W pojazdach z napędem na więcej niż jedną oś, stosuje się kilka wałów napędowych łączących   skrzynkę   biegów   ze   skrzynką   rozdzielczą,   a   następnie   skrzynkę   rozdzielczą z poszczególnymi mostami napędowymi. Rys. 3.1 – Układ napędowy obu osi z dwoma mostami i wałami napędowymi 2
  3. 3. Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁ Rys. 3.2 – Układ przeniesienia napędu samochodu Star 66 z napędem na trzy osie Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁ W samochodach, w których skrzynia biegów zblokowana jest z przekładnią główną, napęd na  oba koła  przekazywany jest z mechanizmu różnicowego bliźniaczymi  wałami napędowymi,   nazywanymi   półosiami.   Każda   półoś   w   takim   układzie   wyposażona   jest w przeguby   i   element   przesuwny,   kompensujący   zmiany   geometryczne   powodowane wzajemnym   przemieszczaniem   się   zespołu   napędowego   i   kół   napędzanych.   W starszych konstrukcjach pojazdów spotykało się półosie bez elementu przesuwnego i z jednym tylko przegubem w ich połączeniu z mechanizmem różnicowym. Rozwiązanie takie, choć tańsze i prostsze, uniemożliwiało jednak prawidłową współpracę bieżnika opony z nawierzchnią drogi, ponieważ w trakcie jazdy ustawicznie zmieniał się rozstaw kół i kąt ich pochylenia. 1. Wały napędowe i przeguby Wał   napędowy   jest   elementem   układu   przeniesienia   napędu,   którego   zadaniem   jest przeniesienie momentu obrotowego ze skrzyni biegów lub skrzyni rozdzielczej do oddalonego mostu napędowego albo z jednego mostu napędowego do kolejnego mostu napędowego. Wał napędowy jest zwykle zbudowany z jednego kawałka rury i przymocowanych do jej końców końcówek przegubów uniwersalnych. Czasami, w celu wyeliminowania wibracji i hałasu, stosowany jest wał napędowy zbudowany z dwóch lekkich kawałków rury i trzech przegubów. Wał napędowy z dwoma przegubami 3
  4. 4. Całkowita długość tego wału napędowego jest stosunkowo duża. Podczas gdy wał obraca się z bardzo dużą prędkością, powstają tendencje do wibracji i wyginania wału. Spowodowane jest to niewyważeniem wału. Dlatego, w celu minimalizacji drgań i wygięć wału, należy stosować bardzo precyzyjne masy wyrównoważające. Rys. 3.3 – Wał napędowy z dwoma przegubami Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁ Wał napędowy z trzema przegubami W przeciwieństwie do omówionego wyżej rodzaju, wał napędowy z trzema przegubami jest   krótszy   i   w   związku   z   tym   ma   mniejsze   tendencje   do   wyginania.   Przy   wysokich prędkościach powstaje dużo mniej wibracji. Dzięki swoim zaletom wał napędowy z trzema przegubami jest obecnie stosowany najczęściej. Rys. 3.4 – Wał napędowy z trzema przegubami Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁ Przegub uniwersalny 4
  5. 5. Przegub uniwersalny niweluje kątową zmianę położenia tylnego mostu w stosunku do położenia skrzyni biegów. Umożliwia więc płynne przekazywanie napędu na tylny most ze skrzyni biegów. Przegub uniwersalny musi spełniać następujące wymagania: • musi   zapewnić   przekazywanie   napędu   bez   zmian   prędkości   obrotowej,   nawet w przypadku dużej zmiany położenia skrzyni biegów względem tylnego mostu, • musi   zapewnić   płynne   przekazywanie   napędu.   Nie   może   powodować   powstania hałasu, • musi mieć prostą konstrukcję i powinien zapewniać prostą obsługę. Rys 3.5 – Przegub uniwersalny Źródło: http://www.conrad.pl/Przegub­uniwersalny­12,5­mm­x33­mm.htm?websale7=conrad&pi=226467 Przegub krzyżakowy Przeguby krzyżakowe są często stosowane z uwagi na ich prostą konstrukcję i wysoką funkcjonalność. Jedna z rozwidlonych końcówek przymocowana jest do wału napędowego, druga natomiast stanowi integralną część końcówki przesuwnej lub końcówki wyposażonej w kołnierz.  Pomiędzy  dwoma   rozwartymi  końcówkami   znajduje  się  krzyżak.  Krzyżak   jest odkuwką   wykonaną   ze   specjalnego   gatunku   stali.   Posiada   cztery   czopy   wykonane   z odpowiednio utwardzonej powierzchni. 5
  6. 6. Rys 3.6 – Budowa przegubu krzyżakowego Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz1. Warszawa: WKŁ W każdej obudowie umieszczone jest łożysko wałeczkowe, zmniejszające opory ruchu pomiędzy czopem i końcówką rozwidloną. Aby zapobiec wypadnięciu łożyska w momencie osiągania przez wał dużych prędkości obrotowych, w przegubie z możliwością demontażu zastosowano   pierścienie   osadcze,   natomiast   w   przegubach   bez   możliwości   demontażu obudowy łożysk zostały wciśnięte w końcówki rozwidlone. Przenoszenie napędu przez przegub krzyżakowy Poniższy   rysunek   przedstawia   zmianę   prędkości   napędzanego   wału   B,   tworzącego z napędzającym wałem A kąt równy 30. Założenie: wał A obraca się ze stałą prędkością. Podczas jednego obrotu wału napędzającego A (wału wyjściowego skrzyni biegów) następuje jeden obrót wału napędzającego B (wału napędowego). Promień obrotu przegubu jest największy (r2) przy położeniu krzyżaka "prostopadłym" do wału napędzającego (kąt obrotu 90 i 270). Promień obrotu (r1) jest natomiast najmniejszy przy "nieprostopadłym" położeniu krzyżaka i wałka napędzającego (0, 180 lub 360). Ponieważ prędkość obwodowa końcówki   rozgałęzionej   wału  napędzanego   zmienia   się   przy   każdym   obrocie   o  kąt   90, prędkość kątowa wału napędzanego zmienia się w stosunku do prędkości wału napędzającego. Zmiana   prędkości   kątowej   powiększa   się   wraz   ze   wzrostem   kąta   pomiędzy   wałem napędzającym A i wałem napędzanym B. W celu zmniejszenia zmian prędkości kątowej, powinien zostać zmniejszony kąt pomiędzy obydwoma wałkami. Rys. 3.7 – Wykres zmian prędkości kątowej wału napędowego w stosunku do wałka wyjściowego skrzynki biegów przy zastosowaniu przegubu krzyżakowego 6
  7. 7. Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁ Różnice prędkości kątowej są niwelowane przez przeguby uniwersalne, umieszczone na końcu wału napędzającego (strona skrzyni biegów) i na końcu wału napędzanego (strona skrzyni biegów) i na końcu wału napędzanego (strona tylnego mostu). Ponadto wał napędzany i wał napędzający umieszczone są względem siebie równolegle. Zapewnia to stała prędkość obrotową i stałość przekazywanego momentu. Przegub elastyczny Im bardziej zbliżona do prostej będzie linia łącząca skrzynię biegów, wał napędowy i mechanizm różnicowy, tym mniej wibracji i hałasu będzie wytwarzał ten układ. Dlatego też, w   niektórych   samochodach   osobowych   z   klasycznym   układem   napędowym   są   ostatnio stosowane   wały   napędowe,   których   kąty   połączeń   dają   linię   prostą.   Aby   dodatkowo zmniejszyć wibracje i hałas, wały takie wyposażone są w przeguby elastyczne.  Rys 3.8 – Przegub elastyczny wału Opla Omega Źródło: http://www.samli.pl/katalog/a_lkopermxsni_84_237_1264/0/64825/___(_­ ___KM)/Układ_napędowy_skrzynie_wały/Przeniesienie_napędu_(Wał_napędowy_Przegub_Połoś)/BOGE­88­ 082­A_(Przegub_elastyczny_wału).html Przeguby homokinetyczne stosowane na półosiach napędowych Przeguby   homokinetyczne  mają   dość   skomplikowaną   budowę,   a   dla   sprawnego wykonania   swojego   zadania   muszą   być   wykonane   bardzo   precyzyjnie.   Rolą   przegubów napędowych jest przenoszenie napędu, a zarazem umożliwienie skrętu kół pojazdu. Przeguby synchroniczne płynnie przenoszą moment obrotowy, a jednocześnie pozwalają na prace bez 7
  8. 8. przyśpieszeń i szarpnięć. W praktyce kąty załamania przegubów nie przekraczają 47 stopni. W praktyce można spotkać następujące przeguby homokinetyczne: • przegub Weissa, • przegub Rzeppa, • przegub Birfielda, • przegub Tracta. Przegub Weissa może przenosić moment przy kącie załamania do 35°. Jest zbudowany z czterech kul, które przenoszą moment obrotowy, tocząc się po prowadnicach wykonanych w widełkach części napędzanej i napędzającej przegubu. Rys. 3.9 – Przegub homokinetyczny Weissa Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz1. Warszawa: WKŁ Przegub Rzeppa działa na takiej samej zasadzie jak przegub Weissa, z tą różnicą, że widełki z prowadnicami zostały zastąpione kulistą czaszą i piastą. Rys. 3.10 – Przegub Rzeppa 8
  9. 9. Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁ Przegub Birfielda  może przenosić moment przy kącie załamania ponad 40°, a tak ukształtowane bieżnie, że zbędne jest stosowanie elementów  środkujących. Odpowiednie ukształtowanie   prowadnic   zapewnia   samoczynne   ustawienia   się   kul   w   położeniu zapewniającym jednakowe prędkości kątowe. Rys. 3.11 – Przegub Birfielda 9
  10. 10. Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁ Przegub Tracta  może  przenosić  moment obrotowy pod kątem 50°. Zbudowany jest z płaskich widełek połączonych ze sobą dwoma pośrednimi ogniwami, które sprzęgają się za pomocą występu i wcięcia o charakterystycznych kształtach. Rys. 3.12 – Przegub Tracta 10
  11. 11. Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁ Łożysko podporowe wału napędowego Łożysko to podpiera  w  środku obie części wału napędowego. Mocowane jest przy pomocy kołnierza do wielowypustu, znajdującego się na końcu przedniego wału napędowego. Tak   jak   zostało   to   przedstawione   na   poniższym   rysunku,   składa   się   z   gumowej   tulei, stanowiącej obudowę łożyska i podpierającej wał napędowy. Tuleja jest przymocowana do podwozia   samochodu   przy   pomocy   wspornika.   Wał   napędowy   składa   się   za   dwóch oddzielnych   części.   Wibracje   wału   pochłaniane   są   przez   gumową   tuleję.   Zapobiega   to przenoszeniu   wibracji   na   karoserię   samochodu.   Wibracje   i   drgania,   powstające   podczas dużych prędkości obrotowych wału napędowego, są ograniczane dzięki łożysku podporowemu (do absolutnego minimum). 11
  12. 12. 3.13 – Łożysko podporowe Źródło: www.motointegrator.pl 2. Przekładnie główne i mechanizmy różnicowe Mechanizm różnicowy, zwany też dyferencjałem jest niezbędny w każdym pojeździe, który jest zdolny do poruszania się po łuku. Wówczas koła lewe i prawe samochodu pokonują różną drogę. Co zrobić, aby toczyły się one po swoich torach ruchu bez poślizgu, osiągając różne prędkości obrotowe? Odpowiedzią jest mechanizm różnicowy. 12
  13. 13. Budowa i zasada działania mechanizmu różnicowego Koło talerzowe (1) przekładni głównej jest na stałe przymocowane do obudowy. Napędza je   koło   zębate   przenoszące   moment   obrotowy   pochodzący   pośrednio   od   silnika.  Koło talerzowe nie bierze udziału w rozdziale momentu pomiędzy kołami.  Wewnątrz obudowy znajdują się dwa koła koronowe (3), które są połączone za pomocą wielowypustu z półosiami (4), tak więc jeśli obraca się którekolwiek z nich (lewe lub prawe), to będzie obracać się także i półoś przymocowana do tego koła zębatego. Rys. 3.14 – Mechanizm różnicowy z kołami zębatymi stożkowymi Źródło: Budowa pojazdów samochodowych, T. Rychter Pozostałe stożkowe koła zębate nazywane są satelitami (5). Są one połączone z kołami koronowymi i obracają się wokół czopów krzyżaka (6), na których są zamocowane. Krzyżak obraca się razem z obudową (2). Jeśli więc koła samochodu obracają się z taką samą prędkością, działanie mechanizmu różnicowego nie jest potrzebne, to koła koronowe obracają się z taką samą prędkością względem siebie, a satelity poruszają się razem z nimi, ale nie obracają się wokół osi czopów krzyżaka. Jedyny sposób, w jaki można wprawić w ruch koła koronowe, opiera się właśnie na satelitach. Koła koronowe nie są bezpośrednio połączone z niczym innym. Oba koła koronowe obracają się z taką samą prędkością, w wyniku nazwijmy to “pchania” ich przez satelity (te nie obracają się wokół własnej osi), które otrzymują ruch od krzyżaka, ten od obudowy, a ta od koła talerzowego. 13
  14. 14. Rys. 3.15 – Mechanizm różnicowy Źródło: http://autokult.pl/2011/03/31/mechanizm­roznicowy Jeśli wystąpi różnica prędkości obrotowych pomiędzy kołami samochodu, zaczyna się praca satelitów. Oprócz tego, że nadal poruszają się razem z kołami koronowymi (ten ruch jest naturalnym następstwem faktu, że napędzane jest koło talerzowe, które obraca się wraz z obudową dyferencjału, a wraz z nią obraca się krzyżak z satelitami), to różnica w ilości obrotów pomiędzy prawym, a lewym kołem koronowym wymusza obrót satelitów wokół ich własnej osi – wokół ramion krzyżaka.  Dzięki obrotom satelitów możliwe są różne prędkości obrotowe kół koronowych. Łatwo sobie wyobrazić, że gdybyśmy przyspawali satelity na stałe do kół koronowych, te musiałyby ponownie   zawsze   obracać   się   z   tą   samą   prędkością.   Obrót   satelitów   wokół   krzyżaka powoduje, że prędkość obrotowa drugiego koła zmniejszy się o taką samą wartość, o jaką wzrosła prędkość koła pierwszego. W mechanizmach różnicowych można spotkać także przekładnie planetarne.  Zasada działania jest ta sama, z tym że w miejsce satelitów stosuje się pary kół walcowych. Każda satelita częścią długości swoich zębów współpracuje z kołem walcowym jednej półosi, a pozostałą częścią długości zębów współpracuje z drugim, identycznym satelitą. To z kolei zazębione jest z kołem walcowym drugiej półosi. To rozwiązanie spotykane jest nieco rzadziej ze względu na skomplikowanie, stosowanie dużej ilości satelitów, a przez to wzrost ciężaru całego dyferencjału. 14
  15. 15. 3.16 – Mechanizm różnicowy Źródło: Budowa nadwozi i podwozi samochodowych, S. Orzełowski Podczas poślizgu kół na śniegu moment obrotowy otrzymuje koło, które stawia mniejsze opory. Satelity “biegają” po obwodzie nieruchomego koła koronowego napędzając te po drugiej stronie, a wraz z nim półoś napędową. Koło to obraca się dwukrotnie szybciej niż obracałoby się podczas ruchu obu kół. Taka sytuacja jest niekorzystna w wielu przypadkach i dlatego stosuje się mechanizmy różnicowe o ograniczonym poślizgu.  Przekładnia główna (samochody z napędem na tylne koła) Zredukowane przez skrzynię biegów obroty silnika przekazywane są za pośrednictwem wału   napędowego   do   przekładni   głównej,   w   której   następuje   kolejna   ich   redukcja. Jednocześnie,   przed   przekazaniem   napędu   na   koła   samochodu,   następuje   zwiększenie momentu. Poza tym następuje prostopadła lub prawie prostopadła zmiana kierunku obrotów. Dodatkowo koła mechanizmu różnicowego powodują powstanie różnicy prędkości obrotowej napędzanych kół podczas jazdy samochodu po łuku. Pozwala to na łagodne pokonywanie zakrętów bez wprowadzania poślizgu koła o nawierzchnię drogi. Przekładnia główna (samochody z napędem na przednie koła i z silnikiem umieszczonym z przodu pojazdu) W samochodach z poprzecznie umieszczonym silnikiem, napęd przekazywany jest z pominięciem wału napędowego, bezpośrednio przez skrzynię biegów. W samochodach z podłużnie   umieszczonym   silnikiem   zachodzi   konieczność   prostopadłej   zmiany   kierunku obrotów silnika. W układzie przeniesienia napędu znajduje się wał napędowy. W silnikach umieszczonych poprzecznie, gdzie nie zachodzi konieczność zmiany kierunku ruchu, napęd przekazywany jest bezpośrednio do mechanizmu różnicowego i dalej przez półosie napędowe do kół samochodu. 15
  16. 16. Przełożenie przekładni głównej Przełożenie przekładni głównej może być wyrażone poniższym wzorem: i= a b (i) przełożenie (a) ilość zębów koła talerzowego (b) ilość zębów zębnika Jeżeli, na przykład, ilość zębów koła talerzowego równa jest 43, a ilość zębów zębnika – 10, to przełożenie przekładni głównej wynosi 43/10 = 4.300.  Przełożenie przekładni głównej przeważnie nie jest równe liczbie całkowitej (np. 4). Pozwala to na uniknięcie współpracy ciągle tych samych dwóch zębów. Zmniejszane jest w ten   sposób   zużycie   kół   zębatych.   W   momencie   przekazywania   obrotów   i   momentu   do przekładni głównej następuje zmniejszenie obrotów i wzrost momentu wprost proporcjonalnie do przełożenia przekładni głównej.  Przełożenie całkowite Przełożenie całkowite składa się z przełożenia skrzyni biegów i z przełożenia przekładni głównej. RrT = RG x RrF gdzie: RrT = przełożenie całkowite RG = przełożenie skrzyni biegów RrF = przełożenie przekładni głównej Konstrukcja mechanizmu różnicowego (silnik z przodu, napęd na tył) Przekładnia   główna   i   mechanizm   różnicowy   stanowią   jeden   układ   mechaniczny, zainstalowany   bezpośrednio   w   obudowie   mechanizmu   różnicowego,   który   z   kolei umieszczony jest w obudowie tylnego mostu.  3.17 – Konstrukcja mechanizmu różnicowego (silnik z przodu, napęd na tył) 16 Nakrętka regulacyjna Obudowa  mechanizmu  różnicowego Zębnik Tylna półoś Tuleja kołnierzowa Uszczelniacz Satelita
  17. 17. Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁ Rys. 3.18 – Konstrukcja mechanizmu różnicowego Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁ Konstrukcja mechanizmu różnicowego (silnik z przodu, napęd na przód) W samochodach z silnikiem umieszczonym poprzecznie z przodu i z napięciem na przednie  koła  mechanizm  różnicowy  jest  zintegrowany  ze  skrzynią   biegów.  Mechanizm różnicowy   jest   zamontowany   pomiędzy   obudową   skrzyni   biegów   i   obudową   przekładni głównej.  Rys. 3.19 – Konstrukcja mechanizmu różnicowego (silnik z przodu, napęd na przód) 17 Łożysko  stożkowe Koło talerzowe Koło  koronowe Łożysko  boczne Koło talerzowe z obudową       mechanizmu różnicowego Koło koronowe Obejma bocznego  łożyska Obudowa przekładni  głównej Nakrętka  regulacyjnaSkładana przekładka Łożysko Uszczelniacz Tuleja kołnierzowa
  18. 18. Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁ 3. Półosie i piasty kół napędowych Półosie napędowe Półosie napędowe przenoszą napęd z mechanizmu różnicowego do kół samochodu. W przypadku samochodów z silnikiem umieszczonym z przodu i z napędem na przednie koła, półoś napędowa musi spełniać dwa dodatkowe wymagania: 1) Powinna posiadać mechanizm niwelujący zmiany jej długości związane z ruchem kół do góry i do dołu. 2) Ponieważ koła samochodu używane są do zmiany kierunku ruchu i jednocześnie do napędu pojazdu, półosie napędowe powinny zachowywać identyczny kąt skrętu koła i zapewniać jednakową prędkość kół. Na poniższych rysunkach przedstawione zostały warunki pracy przednich kół. Rys. 3.20 – Warunki pracy przednich kół przy pokonywaniu zakrętów Źródło: Materiały szkoleniowe Toyota Motor Poland Rys. 3.21 – Warunki pracy przednich kół podczas unoszenia się i opadania 18
  19. 19. Źródło: Materiały szkoleniowe Toyota Motor Poland Rysunek 3.20 przedstawia koła podczas pokonywania zakrętów, rysunek 3.21 natomiast ilustruje pracę kół podczas unoszenia i opadania. Tak jak jest to pokazane na obu rysunkach, kątowe przekoszenia osi zewnętrznego przegubu (od strony kół samochodu) jest największe podczas pokonywania zakrętów. Dlatego przegub zewnętrzny został zaprojektowany do pracy nawet przy zgięciu przekraczającym 40°. Im większy jest kąt przekoszenia osi tym mniejszy jest promień skrętu samochodu. Dopuszczalny kąt przekoszenia osi przegubu wewnętrznego (od   strony   skrzyni   biegów)   nie   musi   być   tak   duży   jak   kąt   przekoszenia   osi   przegubu wewnętrznego. Wynosi on przeważnie około 20°. Jednak z uwagi na zmianę długości półosi napędowych,   zwłaszcza   podczas   unoszenia   i   opadania   kół   na   nierównościach   drogi, wymagana jest konieczność wysuwu w kierunku osiowym. Wielkość wysuwu waha się przeważnie   od   25   do   50   mm.   Oprócz   spełnienia   wymagań   dotyczących   wielkości   kąta przekoszenia   osi   i   wielkości   wysuwu,   półosie   napędowe   powinny   ponadto   zapewniać jednakową prędkość kół i małe opory wysuwu. Jednocześnie musi być zapewniona cicha praca mechanizmu, niskie wibracje i dobra kierowalność pojazdu. Długość półosi napędowych Długość półosi napędowych zależy od silnika i od skrzyni biegów. Ponadto w zależności od rodzaju konstrukcji skrzyni biegów długość prawej i lewej półosi może być identyczna lub zupełnie różna. Jeżeli półosie napędowe są różnej długości, to sztywność półosi dłuższej jest niższa od sztywności półosi krótszej. W takim przypadku podczas przenoszenia momentu dochodzi do wibracji skrętnych. Może to doprowadzić do powstania nadmiernego hałasu, wibracji i w konsekwencji do niepewnego prowadzenia pojazdu. W celu zniwelowania wibracji na osiach napędowych stosuje się: 1) Półoś z dynamicznym amortyzatorem. 2) Półoś z wydrążeniem. 3) Półoś z wałkiem pośrednim. Rys. 3.22 – Półoś napędowa z gumowym tłumikiem drgań 19
  20. 20. Źródło: http://moto1.cba.pl/?p=332 OSIE Osie podobnie jak półosie napędowe utrzymują koła samochodu. Konstrukcja osi różni się w zależności od rodzaju zawieszenia i układu przeniesienia napędu (napęd na przednie koła i silnik umieszczony z przodu, silnik umieszczony z przodu i napęd na cztery koła itd.). Przednie osie bez półosi napędowych Osie przednie w samochodach z silnikiem umieszczonym z przodu i z napędem na tylne koła, używane są tylko do przenoszenia obciążeń i stanowią część układu kierowniczego. Poprzez zwrotnice, obciążenie z przednich kół przekazywane jest do innych elementów zawieszenia samochodu. Koło samochodu przymocowane jest do zwrotnicy przy pomocy dwóch stożkowych łożysk wałeczkowych. Na krętka blokująca dokręcona jest w taki sposób, aby zapewnić określone napięcie wstępne. Wałek osi (znajdujący się wewnątrz osi) utrzymuje koła i przenosi moment napędowy do kół samochodu.  Przednie osie z półosiami napędowymi W przednich osiach występujących w samochodach z silnikiem umieszczonym z przodu i z napędem na przednie koła nie ma części nazywanych „wałki przednich osi”. Zamiast nich, zastosowano półosie napędowe odpowiadające za ruchy samochodu do góry i do dołu oraz w prawo i w lewo. Półosie napędowe przekazują napęd bezpośrednio do kół samochodu. W tym rodzaju przednich osi wykorzystywane są skośne łożyska kulkowe. Napięcie wstępne tych łożysk jest zapewnione przez dokręcenie wymaganym momentem nakrętki blokującej piastę koła. Tylne osie bez półosi napędowych Tylne osie w samochodach z silnikiem umieszczonym z przodu i z napędem na przednie koła służą wyłącznie do przenoszenia obciążeń. Podobnie jak w osiach przednich, jako łożyska   osi   wykorzystywane   są   skośne   łożyska   kulkowe.   Napięcie   wstępne   tych   łożysk zapewnione jest przez dokręcenie wymaganym momentem. Tylne osie z półosiami napędowymi Tylne osie w samochodach z silnikiem umieszczonym z przodu pojazdu i z napędem na tylne koła, nie tylko przenoszą obciążenia, ale także przekazują napęd z silnika na koła. Istnieją dwa rodzaje tylnych osi: sztywne i niezależne. Sztywne zawieszenie posiada wałek 20
  21. 21. tylnej osi w obudowie tylnej osi. Wałki osi są długimi pojedynczymi wałkami przenoszącymi napęd   bezpośrednio   z   mechanizmu   różnicowego   do   kół   samochodu.   W zawieszeniu niezależnym nie ma obudowy osi. Mechanizm różnicowy jest przymocowany do nadwozia samochodu. Wałki tylnych osi przechodzą przez wahacze i przenoszą napęd z mechanizmu różnicowego do kół samochodu. PIASTA WOLNEGO KOŁA Piasta wolnego koła jest urządzeniem służącym do przyłączania lub odłączania przednich półosi napędowych. Okresowo w samochodach z napędem na 4 koła, nawet w przypadku włączenia   napędu   tylko   dwa   koła,   przednie   koła   samochodu   połączone   są   z   przednimi półosiami napędowymi. W konsekwencji, razem z obrotami kół samochodu następuje obrót przednich półosi, przedniego mechanizmu różnicowego oraz przedniego wału napędowego. W przypadku zainstalowania piasty wolnego koła i ustawienia dźwigni piasty koła w położenie “FREE” następuje odłączenie przednich kół od półosi napędowych. W związku z tym, w czasie obrotów kół samochodu, półosie napędowe, przedni mechanizm różnicowy i przedni wał napędowy pozostają bez ruchu. W czasie jazdy z włączonym napędem na dwa koła następuje   zmniejszenie   zużycia   paliwa,   maleją   straty   mocy   i   równocześnie   następuje zmniejszenie hałasu. Rys. 3.23 – Piasta wolnego koła KIA Sportage Źródło: http://kia.auto.pl/piasta­sprzegla­wolnego­kola­sportage­p­1911.html Zablokowana piasta wolnego kola  W momencie przekręcania pokrętła ustawczego do pozycji “LOCK” (zablokowane), popychacz zapadki popchnięty przez sprężynę przesuwa się do środka wzdłuż ukośnego rowka znajdującego się w pokrętle ustawczym. Jednocześnie sprzęgło jest popychane przez popychacz zapadki i zazębia się z wielowypustem znajdującym się na zewnętrznym obwodzie wewnętrznej piasty. Sprzęgło jest przez cały czas zazębione z obudową i z piastą. Przednia 21
  22. 22. półoś napędowa i obudowa są więc ze sobą połączone. Jeżeli sprzęgło i wewnętrzna piasta nie zazębiają się ze sobą, natychmiast popychacz zapadki jest pchany przez ściskaną sprężynę. Wielowypusty sprzęgła i wewnętrznej piasty pchają się nawzajem. Jednak w momencie, gdy koło samochodu lub półoś napędowa obróci się nieznacznie, nastąpi zazębienie się sprzęgła i wewnętrznej   piasty.   Sprzęgło   przesunie   się   do   środka   i   półoś   napędowa   połączy   się   z obudową. Odblokowana piasta wolnego koła W   momencie   przekręcenia   pokrętła   ustawczego   do   pozycji   “FREE”   (odblokowane) popchnięty przez ściskaną sprężynę popychacz zapadki przesuwa się na zewnątrz wzdłuż ukośnego rowka znajdującego się na pokrętle ustawczym. Jednocześnie popychacz zapadki i sprzęgło   są  przyciągane   do  siebie   przez   rozciąganą   sprężynę.   Przesuwają   się   razem   na zewnątrz,   przerywają   połączenie   między   sprzęgłem   i   wewnętrzną   piastą.   Umożliwia   to swobodny obrót wewnętrznej piasty dookoła tulei pierścienia zabezpieczającego. Nawet w przypadku, gdy pokrętło ustawcze znajduje się w położeniu „FREE” sprzęgło i wewnętrzna piasta lub wielowypust obudowy są cały czas zazębione z pewną siłą. Ponieważ niemożliwy jest ruch sprzęgła na zewnątrz, następuje rozciąganie sprężyny, powodujące tylko dalszy ruch popychacza na zewnątrz. Następnie w momencie obrotu koła lub półosi napędowej znika siła zazębiająca wielowypusty. Sprzęgło jest pociągnięte przez sprężynę, co powoduje przerwanie połączenia pomiędzy sprzęgłem i wewnętrzną piastą. Były to podstawowe informacje dotyczące układu przeniesienia napędu i występujących w   nim   podzespołów.   Aby   powtórzyć   i   utrwalić   wiadomości,   obejrzyj   teraz   prezentację multimedialną oraz materiał video. Nie zapomnij również o wykonaniu zadań przypisanych do tego modułu.  W następnym module  zostaną omówione pozostałe elementy układu hamulcowego. Omówiona   i   przedstawiona   będzie   budowa   i   zasada   działania   podstawowych   rozwiązań konstrukcyjnych hamulców stosowanych w pojazdach samochodowych.  Bibliografia: 1. Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1.  Warszawa: WKŁ. 2. Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 2.  Warszawa: WKŁ. 3. Praca zbiorowa (2008), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych. Warszawa:  REA. 4. Fundowicz P. Radzimierski M. Wieczorek M, (2013), podwozia i nadwozia pojazdów  samochodowych. Podręcznik do nauki zawodu. Warszawa: WSIP. 5. Praca zbiorowa (2003), Budowa pojazdów samochodowych. Warszawa: REA. 22

×