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.

Diagnostyka układu kierowniczego i napędowego

6,041 views

Published on

Diagnostyka układu kierowniczego i napędowego

Published in: Education
  • Login to see the comments

Diagnostyka układu kierowniczego i napędowego

  1. 1. Moduł 6 Diagnostyka układu kierowniczego i napędowego  pojazdów samochodowych 1. Budowa układów kierowniczych 2. Diagnostyka układów kierowniczych
  2. 2. 3. Rodzaje układów napędowych pojazdów 4. Badanie elementów układu napędowego 1. Budowa układów kierowniczych Układ kierowniczy[1](rys. 6.1.) jest to zespół mechanizmów umożliwiających kierowanie pojazdem,  czyli  utrzymywanie  stałego  kierunku  jazdy  lub  jego  zmianę  zgodnie  z  wolą kierowcy. Rys. 6.1. Podstawowe elementy układu kierowniczego [5]: 1 ­  ramię zwrotnicy, 2­ dźwignie zwrotnic, 3­ drążek poprzeczny, 4­drążek podłużny, 5­ przekładnia kierownicza, 6 ­ ramię przekładni kierowniczej, 7 ­ wał kierownicy, 8 ­ koło kierownicy, 9 ­ zwrotnica, 10­ czopy zwrotnic, 11 – belka osi przedniej Układ kierowniczy powinien spełniać następujące warunki: • zależność kinematyczna między kątami skrętu kół kierowanych powinna być możliwie bliska zależności teoretycznej; • koła   skręcone   powinny   samoczynnie   powracać   do   położenia   odpowiadającego kierunkowi   jazdy   na   wprost   oraz   zapewniać   utrzymanie   tego   kierunku,   pomimo działania sił bocznych niezależnych od kierowcy; • uderzenia wywołane nierównościami nawierzchni nie powinny być odczuwalne na kole kierowniczym; • pionowe   przemieszczenia   kół   kierowanych   wywołane   nierównościami   drogi   nie powinny powodować zmiany kierunku jazdy; 2
  3. 3. • kierowanie pojazdem powinno być łatwe i skuteczne, z użyciem możliwie małych sił na kole kierowniczym. Układ kierowniczy [5] składa się z mechanizmu zwrotniczego i mechanizmu kierowniczego. Mechanizm zwrotniczy to zestaw dźwigni i drążków łączących koła kierowane. Mechanizm kierowniczy   dzięki   swojej   konstrukcji   umożliwia   przenoszenie   siły   i   ruchu   z   koła kierowniczego do mechanizmu zwrotniczego. Zapewnia również odpowiednie sprzężenie ruchu skręcającego kół kierowanych z obrotem koła kierownicy. Mechanizm   zwrotniczy  [1]   to   zespół   dźwigni   i   drążków   łączących   koła   kierowane. Prawidłowy mechanizm zwrotniczy zapewnia toczenie się kół po łuku drogi bez poślizgu bocznego tzn. po torze, którego promień krzywizny jest zawsze prostopadły do płaszczyzny koła. Najprostszym mechanizmem jest trapezowy mechanizm zwrotniczy (rys. 6.2).  Rys. 6.2. Trapezowy mechanizm zwrotniczy [5]: a) jazda po łuku, b) jazda na wprost Samoczynne powracanie skręconych kół do położenia odpowiadającego jeździe na wprost, czyli   tzw.   skłonność   samochodu   do   wychodzenia   z   zakrętu   oraz   utrzymywanie   przez samochód kierunku jazdy na wprost, pomimo działania niewielkich sił bocznych, uzyskuje się przez   odpowiednie   pochylenie   kół   oraz   sworzni   zwrotnic.   Ustawienie   kół   kierowanych określają następujące wielkości geometryczne: • kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy   ­ kąt wyprzedzenia sworznia zwrotnicy , toα kąt, jaki tworzy z pionem oś sworznia zwrotnicy, mierzony w rzucie na płaszczyznę pionową równoległą do podłużnej płaszczyzny symetrii samochodu. Kąt ten powoduje wystąpienie momentu stabilizującego. Wartość tego kąta zawiera się w granicach od 0 do 4 stopni. • kąt pochylenia sworznia zwrotnicy   ­ kąt pochylenia sworznia zwrotnicy  , to kąt,β β jaki tworzy z pionem oś sworznia zwrotnicy, mierzony w rzucie na płaszczyznę prostopadłą do podłużnej płaszczyzny symetrii samochodu. Wartość tego kąta zawiera się w granicach od 4 do 8 stopni. • kąt   pochylenia   koła     ­   kąt   pochylenia   koła   to   kąt   między   płaszczyzną   koła   iγ płaszczyzną   pionową   równoległą   do   podłużnej   płaszczyzny   symetrii   samochodu, mierzony gdy koła są ustawione symetrycznie do osi podłużnej samochodu. Wartość tego kąta zawiera się w granicach od 0 do 2 stopni. 3
  4. 4. • zbieżność   kół   Z­   zbieżność   kół   to   różnica   między   rozstawem   kół   kierowanych, mierzonym z tyłu (S1) i z przodu (S2) na obręczach kół, w płaszczyźnie równoległej do jezdni   i   przechodzącej   przez   środki   kół   ustawionych   symetrycznie   względem podłużnej   osi   samochodu.   Jeżeli   koła   kierowane   skierowane   są   do   wewnątrz samochodu, to zbieżność jest dodatnia (koła są zbieżne). Powyższe wielkości przedstawia rysunek 6.3. Rys. 6.3. Wielkości przedstawiające ustawienie koła [5] Jeśli koła kierowane skierowane są na zewnątrz, to zbieżność jest ujemna (koła są rozbieżne). Zbieżność dobiera się tak, aby równoważyła tendencję do rozchylania się kół. Kąt zbieżności połówkowej koła jezdnego   ­ jest to kąt zawarty pomiędzy płaszczyzną symetrii koła, a osiąδ geometryczną pojazdu ­ dla koła przedniego lub osią symetrii pojazdu ­ dla koła tylnego, przy kołach ustawionych do jazdy na wprost. Oś  symetrii samochodu ­ to linia przebiegająca przez  środki osi przedniej i tylnej. Oś geometryczna jazdy ­ to prosta (dwusieczna) dzieląca kąt zbieżności całkowitej kół tylnych na dwa równe kąty. Mechanizm kierowniczy[1] służy do przekazywania ruchu obrotowego koła kierownicy na zwrotnice w celu skręcenia kół kierowanych. Mechanizm kierowniczy umożliwia: • skręty kół kierowanych pod wpływem obrotu kierownicy; • dzięki przełożeniu dostosowuje siłę przyłożoną do kierownicy i wartość kąta obrotu kierownicy do wartości sił i kątów koniecznych do kierowania samochodem. Głównym zespołem mechanizmu kierowniczego jest przekładnia kierownicza (rys. 6. 4). Jej zadaniem jest zapewnianie odpowiedniego przełożenia kinematycznego i dynamicznego oraz odpowiedniej   charakterystyki   sprawności   mechanizmu   kierowniczego.   Przekładnia kierownicza   zamienia   ruch   obrotowy   koła   kierownicy   na   ruch   postępowy   drążków kierowniczych. 4
  5. 5. Przełożenie   kinematyczne   przekładni   kierowniczej   jest   to   stosunek   kąta   obrotu   koła kierownicy do kąta skręcenia kół kierowanych. Największe wartości przełożenia powinny odpowiadać ustawieniu przekładni podczas jazdy na wprost. Rys. 6.4. Mechanizmy kierownicze samochodu osobowego[5]: a) mechanizm kierowniczy z przekładnią zębatkową, bez wspomagania (KIA Spectra), b) mechanizm kierowniczy ze wspomaganiem hydraulicznym (KIA Spectra), c) mechanizm kierowniczy ze wspomaganiem elektrycznym (Citroen C3): 1 ­ koło kierownicy z poduszką powietrzną, 2 ­ przegubowa kolumna   kierownicza,   3   ­   zębatkowy   mechanizm   kierowniczy,   4   ­   pompa   układu wspomagającego, 5 ­ zbiornik płynu, 6 ­ przewody hydrauliczne, 7 ­ silnik elektryczny wspomagania Wspomaganie układu kierowniczego Układ   wspomagania   stosuje   się   głównie   w   celu   zmniejszenia   siły   jaką   kierowca   musi przyłożyć do koła kierownicy , aby skręcić kołami. Wspomaganie układu kierowniczego[1] polega na tym, że siła, jaką przykłada kierowca do koła kierownicy nie jest wykorzystywana do pokonania oporów skrętu kół, lecz służy jedynie do uruchomienia układu sterującego 5
  6. 6. (pneumatycznego lub hydraulicznego) siłownikiem, który działa na drążek podłużny lub bezpośrednio   na   drążek   poprzeczny   układu   zwrotniczego.   Urządzenie   wspomagające powinno: • zapewnić pojazdowi „samopowracalność” do kierunku jazdy na wprost; • tłumić   wstrząsy   wywołane   nierównościami   drogi,   w   taki   jednak   sposób,   by   nie pozbawić kierowcy informacji o jakości nawierzchni i kącie skrętu kół kierowanych; • być tak zbudowane, aby jego awaria nie powodowała utraty możliwości kierowania samochodem. 2. Diagnostyka układów kierowniczych Diagnozowanie elementów układu kierowniczego wykonywane jest w celu ustalenia stopnia zużycia poszczególnych elementów układu. Określa się również parametry ustawienia kół kierowanych i porównuje je z wartościami dopuszczalnymi określonymi przez producenta pojazdu. Przystępując do diagnostyki układu kierowniczego na początku poddaje się go oględzinom zewnętrznym. Podczas oględzin zewnętrznych należy sprawdzić przede wszystkim mocowanie przekładni   i   kolumny   kierowniczej   oraz   szczelność   przekładni.   Wykonując   obrót   kołem kierownicy nie powinny występować żadne zacięcia i nadmierne opory. Sprawdzić należy również stan drążków mechanizmu kierowniczego, połączeń przegubowych (kulowych) oraz zabezpieczeń. Występowanie luzu między poszczególnymi elementami najłatwiej zauważyć przy sprawdzaniu układu na tzw. „szarpaku”, który wymusza przemieszczenia koła w różnych płaszczyznach. Jeżeli nie stwierdzimy żadnych niepokojących objawów, np. luzów, korozji, wycieków   oleju   z   przekładni   można   wykonać   próbę   drogową.   W   czasie   jazdy   próbnej sprawdzamy, czy wykonywanie skrętu nie wymaga użycia zbyt dużej siły oraz czy nie występują drgania na kole kierownicy podczas przejeżdżania przez nierówności drogi. Pomiar ruchu jałowego koła kierownicy stosuje się w celu określenia sumarycznego luzu w całym   układzie.   Przeprowadza   się   go   z   użyciem   przyrządu   do   pomiaru   luzu   układu kierowniczego LUZ­1 (rys. 6.5). 6
  7. 7. Rys. 6.5. Pomiar luzu układu kierowniczego z użyciem przyrządu LUZ – 1 [3]: 1 ­ czujnik z iglicą, 2 ­ statyw, 3 ­ wskazówka, 4 ­ suwak z podziałką kątową, 5 ­ dioda, 6 ­ prowadnica, 7 ­ przewód elektryczny Wykonanie pomiaru przeprowadza się w sposób następujący [3]: • Ustawić koła przednie samochodu, jak do jazdy na wprost. • Statyw z czujnikiem ustawić obok lewego przedniego koła (rys. 6.5). Iglicę czujnika zbliżyć na odległość około 0,5 mm od krawędzi tarczy koła po prawej stronie. • Założyć na koło kierownicy prowadnicę suwaka. Ustawić suwak z podziałką kątową na prowadnicy tak, aby jego znak pokrywał się z osią obrotu koła kierownicy. • Umocować wskazówkę z przyssawką do szyby przedniej lub bocznej. • Powoli obracać koło kierownicy w prawo, do chwili zaświecenia diody (5), która jest sygnałem,   że   koło   rozpoczęło   ruch   skrętny   po   skasowaniu   luzów   w   układzie kierowniczym. • Przytrzymać koło kierownicy w tym położeniu i ustawić koniec wskazówki (3) na punkt 0° podziałki kątowej suwaka. • Obrócić koło kierownicy w lewo, aż zgaśnie dioda (5), co jest sygnałem, że koło zaczęło wykonywać skręt w drugą stronę. • Odczytać  wynik  pomiaru  na podziałce,  przy  czym  największy  ruch  jałowy  koła kierownicy, nie powinien przekraczać 10°. Konstrukcje mechanizmów jezdnych współczesnych samochodów są na tyle skomplikowane i precyzyjne, że wymagają bardzo dużej dokładności pomiaru, Z tego powodu nie stosuje się już dzisiaj przyrządów mechanicznych. Geometrię kół zaleca się sprawdzać [3] przyrządami optyczno­mechanicznymi, np. GTO­Quatro, optyczno­elektronicznymi np. Auto Geo­Test GT­ 7
  8. 8. 1216, GTE CA­ LIBRA, GTE SUPRA lub laserowo­mikroprocesorowymi, np. GTL COLT, względnie elektroniczno­komputerowymi, np. GTI geomaster. Poniżej   zostały   przedstawione   najistotniejsze   różnice,   które   są   charakterystyczne   dla wszystkich typów urządzeń komputerowych[3]: • każde urządzenie ma zakodowany automatyczny program samotestowania, • wynik   pomiaru   jest   zapamiętywany,   porównywany   z   danymi   fabrycznymi   i wyświetlany na ekranie monitora (najczęściej barwnym); jeżeli wartość zmierzona mieści się w granicach wymaganej tolerancji, otrzymuje barwę zieloną, jeżeli nie mieści się ­ czerwoną; w razie potrzeby wynik pomiaru można otrzymać w postaci wydruku, • na   monitorze   ukazują   się   jednocześnie:   symbol   graficzny   badanego   parametru, wartość zmierzona, wartość nominalna oraz ich różnica (rys. 6.6), Rys.6.6.   Przykład   wyników   pomiaru   wyświetlanych   na   ekranie   przyrządu   do   kontroli geometrii kół FWA510 firmy Bosch [3] • stosując 4 czujniki zakładane na tarcze kół można wykonać jednoczesny pomiar geometrii   dla   obu   osi;   czas   pomiaru   wynosi   ok.   3   minut,   jeżeli   obrotnice   są, dodatkowo wyposażone w elektroniczne czujniki zmiany kąta, • bicie boczne jest kompensowane automatycznie we wszystkich czterech kołach w 4 położeniach, • pomiar   geometrii   kół   osi   przedniej   rozpoczyna   się   po   wykonaniu   programu sprawdzającego, czy oś geometryczna (rzeczywista) pojazdu pokrywa się z jego osią 8
  9. 9. symetrii, ponieważ oś geometryczna stanowi bazę pomiarową: ewentualne odchylenia są pokazywane na monitorze, • wyniki   pomiarów   ustawienia   koła   z   jednej   strony   pojazdu   są   automatycznie porównywane   z   wynikami   uzyskanymi   dla   koła   z   przeciwnej   strony;   różnica odpowiednich wielkości jest wyświetlana na monitorze. Przed   przystąpieniem   do   pomiarów   parametrów   układu   kierowniczego   należy   wykonać pomiar   bicia   kół   i   wykonać   kompensację   na   czujnikach   pomiarowych   (opracowane   na podstawie przyrządu GTO – Quatro – rys. 6.7). Rys. 6.7. Elementy czujników pomiarowych przyrządu GTO­QUATRO mocowane do kola przedniego (A) i tylnego (B)[3]: 1 ­ obrotnica, 2 ­ nakrętka radełkowana, 3 ­ ekran symetrii, 4, 17 ­ suwak regulacji ostrości promienia świetlnego, 5,31­ moduł mechaniczny, 6, 21 ­ pokrętło kąta pochylenia koła ze skalą srebrną, 7 ­ pokrętło kątów sworznia zwrotnicy ze skalą żółtą, 8, 23 ­ poziomica modułu mechanicznego, 9, 24 ­ pokrętło kompensacji bicia koła, 10, 25 ­ sworzeń osi, 11, 27 ­ śruba mocująca, 12, 28 ­ korpus, 13 ­ ekran zbieżności, 14 ­ dźwignia lustra, 15 ­ projektor, 16 ­ otwór wylotowy promieni świetlnych na przeciwległy czujnik pomiarowy, 18, 20 ­ poziomica czujnika pomiarowego, 19 ­ płyta rolkowa, 22 ­ pokrętło zbieżności kątowej ze skalą zieloną, 29 ­ ekran uchylny, 30 ­ lustro 9
  10. 10. Wykonanie pomiaru bicia kół i jego kompensacja[3]: • Sprawdzić   ciśnienie   powietrza   w   ogumieniu   i   w   razie   potrzeby   skorygować   do nominalnego. Sprawdzić, czy nie występują nadmierne luzy w układzie kierowniczym i łożyskach kół. • Obciążyć samochód zgodnie z zaleceniem producenta. • Sprawdzany samochód naprowadzić na obrotnice tak, aby koła przednie spoczywały na środku tarcz obrotnic, a tylne na płytach rolkowych. • Do tarcz kół umocować czujniki przednie i tylne. Podłączyć projektory do zasilania. • Podnieść samochód. W przypadku możliwości podniesienia tylko jednej osi, należy zacząć od osi tylnej. • Opuścić ekran uchylny (29), rys. 6.7, odsłaniając lustro (30) w czujniku tylnym. • Skierować   promień   świetlny   wysyłany   przez   czujnik   przedni   na   lustro   czujnika tylnego. • Obrócić czujnik tylny na sworzniu (25), po poluzowaniu śruby (27), tak aby promień świetlny po odbiciu od lustra padał na ekran symetrii (3). • Powoli   obracać   koło   tylne,   obserwując   przemieszczanie   się   plamki   świetlnej   na ekranie symetrii i znaleźć wskazanie minimalne i maksymalne. • Obrócić pokrętło kompensacji bicia (24) w czujniku tylnym o tyle działek, ile wynosi różnica między wskazaniem maksymalnym a minimalnym na skali ekranu symetrii. • Obrócić koło tylne najpierw tak, aby wskaźnik świetlny wskazywał na ekranie symetrii wartość minimalną bicia, a następnie jeszcze o 90°, aby punkt o minimalnym biciu znalazł się w dolnym położeniu. • Dokręcić śrubę blokującą czujnik tylny na sworzniu. • Powtórzyć kompensację bicia dla drugiego koła tylnego. • Podnieść przednią oś samochodu, jeśli nie został podniesiony cały pojazd. • Podnieść ekran uchylny (29) w czujniku tylnym, zasłaniając jego lustro. • Odblokować śrubę (11), mocującą czujnik przedni do sworznia, i obracać powoli koło przednie, trzymając czujnik przedni tak, aby promień światła padał na tylny ekran uchylny. • Obrócić pokrętło kompensacji bicia (9) o tyle działek, ile wynosi różnica między wskazaniem minimalnym a maksymalnym, odczytanym na skali ekranu uchylnego. • Obrócić koło przednie najpierw tak, aby wskaźnik świetlny na ekranie pokazywał wartość minimalną, a następnie o kąt 90°, aby punkt koła o minimalnym biciu znalazł się u dołu. • Dokręcić śrubę blokującą czujnik przedni na sworzniu. • Powtórzyć kompensację dla drugiego koła przedniego. • Opuścić samochód na koła. Nacisnąć kilkakrotnie na przód i tył samochodu, aby uzyskać prawidłowe ułożenie zawieszenia. Więcej   informacji   dotyczących   pomiarów   geometrii   ustawienia   kół   można   znaleźć   na stronach: http://www.precyzja.pl/teoria/artykuly­prasowe/rocznik­1996/206­pomiar­geometrii­ ustawienia­kol­i­osi­czesc­ii 10
  11. 11. http://www.kbiem.pb.edu.pl/laboratoria/pojazdy/bialystok/stacjonarne/mibm_I_stopien/labora torium_diagnostyki_technicznej/Lab_DT.pdf strony 23­30. 3. Rodzaje układów napędowych pojazdów W samochodach osobowych stosuje się trzy zasadnicze rozwiązania konstrukcyjne układu napędowego: • Silnik jest umieszczony z przodu, napędzane są koła tylne. Taki układ nazywamy układem klasycznym (rys. 6.8a). • Silnik umieszczony jest z przodu, napędzane są koła przednie. Taki układ nazywamy zblokowanym układem z napędem przednim (rys. 6.8b). • Silnik   jest   umieszczony   z   tyłu,   napędzane   są   koła   tylne.   Taki   układ   nazywamy zblokowanym układem z napędem tylnym (rys. 6.8c). Rys. 6.8. Rozwiązania konstrukcyjne układów napędowych [5]. Oprócz   wyżej   wymienionych   układów   stosuje   się   jeszcze   układy   napędowe,   w   których napędzane są wszystkie koła pojazdu. Układ taki oznacza się symbolem AWD (ang. All Wheel Drive, lub 4WD 4 Wheel Drive) − oznaczenie napędu na wszystkie koła, a mówiąc dokładniej ­ na wszystkie osie pojazdu.  Niezależnie od układu konstrukcyjnego w mechanizmie napędowym wyróżniamy następujące zasadnicze zespoły: 11
  12. 12. • sprzęgło, • skrzynię biegów, • przekładnię główną z mechanizmem różnicowym, • półosie napędowe przekazujące moment obrotowy od przekładni głównej do kół napędzanych pojazdu. Rozmieszczenie poszczególnych zespołów klasycznego układu napędowego ilustruje rysunek 6.9. Rys. 6.9. Rozmieszczenie zespołów w klasycznym układzie napędowym [5]: 1 ­ sprzęgło, 2­ skrzynia biegów, 3­ wał napędowy, 4­ przekładnia główna z mechanizmem różnicowym Sprzęgło służy do odłączania oraz płynnego sprzęgania wału korbowego silnika z dalszymi zespołami układu napędowego podczas ruszania pojazdu oraz podczas zmiany przełożeń skrzyni biegów. Zabezpiecza ono również układ napędowy przed przeciążeniem. Sprzęgła używa   się   również   do   odłączania   silnika   od   kół   podczas   zatrzymywania   pojazdu,   gdy prędkość obrotowa silnika maleje do prędkości biegu jałowego. W pojazdach samochodowych powszechnie   stosuje   się   sprzęgła   cierne,   które   przenoszą   napęd   dzięki   siłom   tarcia występującym między napędzającymi i napędzanym elementem sprzęgła. Zasadę działania sprzęgła ciernego tarczowego ilustruje rys. 6.10.  12
  13. 13. Rys.   6.10.   Zasada   działania   sprzęgła   ciernego[5]:   a)   sprzęgło   włączone,   b)   sprzęgło wyłączone: 1 ­ tarcza połączona z wałem korbowym silnika, 2­tarcza sprzęgnięta z układem napędowym, 3 ­ tuleja wyciskowa, 4 ­ sprężyna, 5 ­ wałek sprzęgłowy skrzyni biegów, 6 ­ pedał sprzęgła Analizując rysunek 6.10 [5] zauważamy, iż tarcza 1 jest osadzona na wale korbowym silnika i zazwyczaj stanowi ją koło zamachowe. Tarcza 2 sprzęgła jest osadzona przesuwnie na wałku sprzęgłowym  5 skrzyni  biegów.  Naciśnięcie  pedału  6 sprzęgła,  którego dźwignia  dolna przesuwa tuleję sprzęgłową 3 połączoną z tarczą 2 sprzęgła, powoduje przesunięcie tej tarczy. Sprężyna 4 dociska obydwie tarcze do siebie, a występująca na ich styku siła tarcia umożliwia przeniesienie   momentu   obrotowego   (sprzęgło   jest   włączone).   Nacisk   na   pedał   sprzęgła powoduje   odsunięcie   tarczy   sprzęgła.   Tarcza   ta,   a   wraz   z   nią   dalsze   elementy   układu napędowego, może teraz wirować niezależnie od wału korbowego silnika lub pozostawać w spoczynku podczas pracy silnika. Oprócz   sprzęgieł   ciernych[5]   w   niektórych   pojazdach   znalazły   zastosowanie   sprzęgła hydrokinetyczne, przenoszące napęd dzięki bezwładności cieczy wprawianej w ruch wirowy między łopatkami dwóch wirników: napędzającego  i napędzanego. Wirnik napędzający jest sprzężony z wałem korbowym silnika, natomiast wirnik napędzany ­ z wałkiem sprzęgłowym skrzynki biegów. Ze względu na brak sztywnego połączenia między stroną napędzającą i napędzaną sprzęgło hydrokinetyczne pracuje z nieustannym poślizgiem. Wartość momentu przenoszonego   przez   takie   sprzęgło   zależy   od   intensywności   wirowania   cieczy,   przeto moment   ten   jest   tym   większy,   im   większa   jest   różnica   prędkości   obrotowej   między obydwiema stronami sprzęgła. Jak już wspomniano siła przenoszona przez sprzęgło jest przekazywana na wałek sprzęgłowy skrzynki biegów. Zadaniem skrzynki biegów jest umożliwienie zmiany przełożenia, a przez to służy do efektywnego przekazywania mocy wytwarzanej przez silnik do napędu pojazdu w zakresie prędkości obrotowej silnika. W  pojazdach  samochodowych [5]  stosuje  się  trzy  rodzaje  skrzyni  biegów,  różniące  się sposobem sterowania. Są to: • skrzynie biegów zwykłe, w których kierowca wybiera odpowiednie przełożenie (bieg) oraz włącza go, • skrzynie biegów półautomatyczne, w których kierowca wybiera żądane przełożenie, natomiast jego włączenia dokonuje automat, 13
  14. 14. • skrzynie   biegów   automatyczne,   w   których   zarówno   dobór   najkorzystniejszego   w danych warunkach jazdy przełożenia, jak i jego włączanie odbywa się samoczynnie. Obecnie   prawie   wyłącznie   stosowane   są   skrzynie   biegów   z   kołami   zębatymi   stale zazębionymi. W takim rodzaju skrzyni biegów pary kół zębatych na wałkach pośrednim i głównym są ze sobą stale zazębione, natomiast koło wałka głównego może się na nim swobodnie obracać. Sprzężenie tego koła zębatego z wałkiem głównym dokonuje się za pomocą sprzęgła zębatego. W chwili sprzęgania wieńca sprzęgła zębatego z wieńcem koła zębatego mogą wystąpić uderzenia wywołane różnicą prędkości obrotowych tych elementów. Aby temu  zapobiegać   stosuje   się  sprzęgła   zębate  połączone  z   dodatkowymi   sprzęgłami ciernymi, których zadaniem jest synchronizowanie (wyrównywanie) prędkości obrotowych sprzęganych elementów przed włączeniem sprzęgła zębatego. Przełączenie   biegu   [5]   wymaga   przesunięcia   sprzęgieł   zębatych   lub   synchronizatorów. Przeniesienie siły i przesunięcia z dźwigni zmiany biegów ­ obsługiwanej przez kierowcę ­ na widełki   przełączające,   działające   bezpośrednio   na   przesuwane   elementy,   umożliwia mechanizm sterowania skrzyni biegów. Siła napędowa powstająca na wałku w skrzynce biegów jest następnie przekazywana przez wał   napędowy   do   przekładni   głównej.   Wał   napędowy   jest   więc   łącznikiem   między elementami układu napędowego, które są w znacznym oddaleniu od siebie. Wał napędowy z przegubami krzyżakowymi przedstawia rys. 6.11.  Rys. 6.11. Wał napędowy [5]: 1 ­ rura, 2 ­ przeguby krzyżakowe, 3­ wielowypust, 4­ uszczelki Wał [5] jest wykonany z cienkościennej rury stalowej 1 i zakończony z obu stron widełkami przegubów   2.   Podczas   jazdy   samochodu   zmiany   położenia   tylnego   mostu   powodują niewielkie   zmiany   odległości   między   przegubami   walu.   Przy   jednej   z   końcówek   wału niezbędne   jest   więc   zastosowanie   połączenia   wielowypustowego   3.   Połączenie   to   jest okresowo napełniane smarem stałym i uszczelnione uszczelką 4. W wałach napędowych z reguły są stosowane przeguby krzyżakowe. Niekiedy odległość między sprzęganymi zespołami układu napędowego jest zbyt duża, aby wał jednoodcinkowy był dostatecznie sztywny. Wtedy stosuje się wał podwójny, wsparły pośrednio w dodatkowym łożysku. W samochodach ze zblokowanymi układami napędowymi napęd jest przenoszony przez półosie   napędowe,   które   łączą   przekładnię   główną   i   mechanizm   różnicowy   z   kołami napędzanymi. Półosie taki mają budowę podobną do wału napędowego, z tą różnicą iż są znacznie krótsze niż wał.  14
  15. 15. W przypadku, gdy napędzane są koła przednie samochodu musi istnieć dodatkowo możliwość skrętu kół. W związku z tym na końcu  takich półosi, stosuje się przegub homokinetyczny spełniający to zadanie. Budowę przegubu ilustruje rys. 6. 12. Rys. 6.12. Przegub kulowy [5]: 1 ­ czasza kulista, 2 ­ koszyk, 3 ­ kulka, 4­ piasta Moment   obrotowy   ze   skrzyni   biegów   za   pośrednictwem   wału   napędowego   trafia   do przekładni głównej. Jednym z jej zadań jest zwiększenie tego momentu. W większości samochodów   przekładnia   główna   zmienia   również   kierunek   przekazywania   napędu   z podłużnego, zgodnego z kierunkiem osi wału korbowego silnika, na poprzeczny, zgodny z kierunkiem osi kół samochodu. Nie dzieje się tak w samochodach, w których silnik jest ustawiony poprzecznie, gdyż wówczas nie ma potrzeby zmiany kierunku przekazywania napędu. Budowę najprostszej przekładni głównej przedstawia rys. 6.13a. Mniejsze[5] koło zębate (zębnik) 2 jest wykonane na wałku atakującym 3, otrzymującym napęd ze skrzyni biegów bezpośrednio (w zablokowanych układach napędowych) lub za pośrednictwem wału napędowego (w układzie klasycznym). Duże koło zębate 1, zwane kołem talerzowym, jest osadzone   w   osi  kół   napędzanych  samochodu.  Jeżeli   osie   obu  stożkowych  kół   zębatych przecinają się, to przekładnię nazywa się zwykłą. Jeżeli natomiast oś wałka atakującego jest położona poniżej osi koła talerzowego, to przekładnię nazywa się hipoidalną. Rys. 6.13. Przekładnie główne [5]: a) model uproszczony, b) przekrój: 1 ­ koło talerzowe, 2 ­ zębnik, 3 ­ wałek atakujący W klasycznym układzie napędowym przekładnia główna jest umieszczona w  obudowie, nazywanej pochwą (rys. 6.14), która stanowi jedną całość z tylnym mostem napędowym. 15
  16. 16. Obudowa ta spełnia zadanie osi, która przejmujące część ciężaru samochodu. Znajdujące się wewnątrz pochwy półosie napędowe przenoszą moment obrotowy od przekładni głównej do kół napędzanych samochodu. Rys. 6.14. Pochwa mostu napędowego [5]:  Przekładnia główna na ogół połączona jest z mechanizmem różnicowym, którego zadaniem jest umożliwienie toczenia się kół napędzanych podczas jazdy po łuku bez poślizgu. Budowę mechanizmu różnicowego przedstawia rys. 6.15. Rys. 6.15. Mechanizm różnicowy z kołami zębatymi stożkowymi[5]: a) konstrukcja, b) części składowe:1 ­ koło talerzowe, 2 ­ obudowa, 3 ­ koło koronowe, 4 ­ półosie, 5 ­ satelity, 6 ­ krzyżak, 7­ pierścień ślizgowy 4. Badanie elementów układu napędowego Elementy układu napędowego wymagają określonego typu obsługi.  Obsługa sprzęgła [5] obejmuje sprawdzanie i regulację jałowego skoku pedału sprzęgła oraz smarowanie połączeń ruchowych mechanizmu sterowania. Luz miedzy łożyskiem wyciskowym,  a dźwigienkami sprzęgłowymi powinien wynosić 2÷3 mm i co odpowiada 20÷30 mm skoku pedału. Luz ten maleje w miarę zużywania się okładzin tarczy sprzęgłowej, aż w końcu osiąga wartość równą 0 i wówczas sprzęgło zaczyna się ślizgać. W przypadku zmierzenia jałowego skoku pedału sprzęgła i stwierdzenia wartości mniejszej niż dopuszczalna należy wykonać regulację układu. 16
  17. 17. Połączenia   ruchowe   [5]   mechanizmu   sterowania   należy   okresowo   smarować.   Elementy wyposażone w smarowniczki smaruje się smarem stałym. Do pozostałych połączeń wystarczy wpuścić po kilka kropli oleju przekładniowego. Jeżeli instrukcja obsługi samochodu zaleca okresowe napełnianie smarem łożyska wyciskowego sprzęgła, to czynność tę należy także wykonywać podczas obsługi sprzęgła. W pojazdach wyposażonych w hydrauliczne sterowanie sprzęgła okresowemu sprawdzeniu podlega poziom cieczy w zbiorniku pompy sprzęgła. Znaczniejszy ubytek cieczy wskazuje na nie­szczelność w układzie, toteż w takim przypadku należy   troskliwie   sprawdzić   wszystkie   połączenia.   Jeżeli   wyciek   był   duży,   to   po   jego usunięciu należy układ odpowietrzyć. Obsługa skrzyni biegów [5] obejmuje sprawdzenie i ewentualne uzupełnienie oleju, okresową wymianę oleju, kontrolę działania oraz kontrolę szczelności. Poziom oleju w skrzyni biegów trzeba sprawdzać podczas każdej obsługi okresowej. Częściej należy sprawdzać w razie stwierdzenia wycieku oleju przez nieszczelność, do czasu usunięcia tego uszkodzenia. Ilość oleju w skrzyni biegów jest zwykle określona w fabrycznej instrukcji obsługi pojazdu. Skrzynia biegów jest zazwyczaj tak skonstruowana, aby otwór, przez który napełnia się ją olejem, stanowił jednocześnie otwór przelewowy. Dolna krawędź tego otworu wyznacza poziom oleju w skrzyni. Wymiany oleju w skrzyni biegów należy dokonywać w terminach podanych w instrukcji obsługi   pojazdu.   Olej   należy   spuszczać,   gdy   mechanizmy   są   nagrzane   (na   przykład, bezpośrednio po przyjeździe z drogi). Zaleca się sprawdzić czy w spuszczonym oleju są opiłki metalowe.   Ich   obecność   wskazuje   na   nadmierne   zużywanie   się   mechanizmów   skrzyni; wówczas trzeba sprawdzić stan kół zębatych, łożysk i elementów synchronizatorów. Wszelkie niesprawności   skrzyni   biegów   można   wykryć   podczas   eksploatacji   pojazdu.   Najczęściej spotyka się następujące objawy: utrudnione włączanie biegów, hałaśliwa praca i nagrzewanie się. Utrudnione włączanie biegów może być spowodowane niesprawnością wewnętrznego lub zewnętrznego   mechanizmu   sterowania.   W   ramach   obsługi   można   jedynie   sprawdzić poprawność   regulacji   cięgien   zewnętrznego   mechanizmu   zmiany   biegów.   W   innych przypadkach skrzynia biegów musi być poddana naprawie. Hałaśliwa praca skrzyni biegów świadczy o braku oleju lub o nadmiernym zużyciu jej elementów. Jeżeli po uzupełnieniu oleju hałas nie ustąpił, skrzynia wymaga naprawy. Nadmierne grzanie się skrzyni biegów zazwyczaj świadczy o niedomiarze oleju. Ilość oleju należy wtedy bezzwłocznie uzupełnić. Obsługa wałów napędowych [5] polega na okresowym smarowaniu przegubów i połączenia wielowypustowego oraz na sprawdzaniu, czy w przegubach nie występują nadmierne luzy. Przeguby krzyżakowe najczęściej smaruje się olejem przekładniowym, natomiast połączenie wielowypustowe   ­   smarem   stałym.   W   wielu   nowych   samochodach   zarówno   połączenie wielowypustowe, jak i łożyska przegubów, są napełnione środkiem smarnym, który powinien wystarczyć na cały okres ich eksploatacji. W takich samochodach elementów tych się nie smaruje. Istnienie nadmiernych luzów w przegubach i połączeniu wielowypustowym wału sygnalizują narastające z czasem drgania wału oraz wyraźnie słyszalne stuki występujące podczas zmian kierunku skręcania wału (przejście od hamowania do przyspieszania itp.). Obsługa   mostów   napędowych   [5]   polega   na   okresowym   sprawdzaniu,   uzupełnianiu   i wymianie oleju oraz kontroli szczelności. Czynności związane z zapewnieniem właściwego poziomu oleju w moście napędowym oraz ze sprawdzaniem jego szczelności wykonuje się tak samo, jak w przypadkach skrzynki biegów. 17
  18. 18. Obsługa mechanizmów mostu napędowego[5]. Objawami nieprawidłowej pracy przekładni głównej   i   mechanizmu   różnicowego   są:   nadmierne   grzanie   się   oraz   hałaśliwa   praca. Przyczynami takich objawów są zwykle nadmierne luzy międzyzębne w przekładni głównej lub   niewłaściwe   napięcie   wstępne   łożysk.   Zazwyczaj   jest   możliwa   regulacja   przekładni głównej, jednak czynność ta wymaga znacznych umiejętności i powinna być wykonywana przez   wykwalifikowanych   pracowników.   Luzy   międzyzębne   przekładni   głównej   można oszacować przez ręczne poruszanie końca wałka zębnika połączonego z wałem napędowym. W czasie dokonywania tej czynności dźwignia zmiany biegów musi być w położeniu luzu. Sumaryczne luzy w mechanizmach łączących koła napędzane jednej osi (wielowypusty pół­ osi oraz koła zębate mechanizmu różnicowego) można oszacować obracając ręcznie jedno z kół  po  uniesieniu  badanej  osi  pojazdu.  Obracanie  jednego  z  kół   powinno  spowodować obracanie drugiego koła w przeciwnym kierunku. Ruch obu kół w tym samym kierunku przy jednoczesnym obracaniu się wału napędowego świadczy o nadmiernym wzroście oporów ruchu mechanizmu różnicowego. Bibliografia: 1. Kubiak P., Zalewski M. (2012). Pracownia diagnostyki pojazdów samochodowych,  Warszawa: WKiŁ, 2. Trzeciak K. (2005). Diagnostyka samochodów osobowych, Warszawa: WKiŁ, 3. Orzełowski S. (2008). Naprawa i obsługa pojazdów samochodowych, Warszawa:  WSiP, 4. Praca zbiorowa, (2003). Budowa pojazdów samochodowych cz.1 i 2, Wydawnictwo  Warszawa: REA. 5. Rychter T. (2012). Mechanik pojazdów samochodowych, Warszawa: WSiP. Netografia: 1. Wikipedia www.wikipedia.pl 2. Portal PRECYZJA http://www.precyzja.pl/teoria/artykuly­prasowe/rocznik­1996/206­ pomiar­geometrii­ustawienia­kol­i­osi­czesc­ii 3. Pomiar geometrii układu  jezdnego http://www.kbiem.pb.edu.pl/laboratoria/pojazdy/bialystok/stacjonarne/mibm _I_stopien/laboratorium_diagnostyki_technicznej/Lab_DT.pdf strony 23­30. 18

×