Układ przeniesienia napędu- podzespoły przenoszące napęd

Moduł 3

Układ przeniesienia napędu – podzespoły przenoszące napęd ze skrzynkiprzekładniowej na koła napędowe

1. Wały napędowe i przeguby2. Przekładnie główne i mechanizmy różnicowe3. Półosie i piasty kół napędowych

W tym module zostaną omówione pozostałe podzespoły wchodzące w skład układuprzeniesienia 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 konstrukcjakinematycznego sprzężenia tych elementów.

Przy klasycznym rozmieszczeniu zespołów układu napędowego w pojeździe momentobrotowy przekazywany jest ze skrzyni biegów, przymocowanej do konstrukcji nośnejpojazdu, na przekładnię główną, osadzoną wraz z mechanizmem różnicowym i łożyskaminapędzanych kół w sztywnej obudowie, zwanej mostem napędowym. Służy do tego elementpośredni w postaci wału napędowego, połączonego przegubowo z wałem wyjściowym skrzynibiegów i wałem zębnika przekładni głównej.

Gdy sprężyste części zawieszenia uginają się na skutek przejeżdżania kół napędzanychprzez nierówności drogi lub z powodu różnych obciążeń pojazdu, zmieniają się kąty tworzoneprzez geometryczne osie wszystkich tych trzech sprzężonych wałów, a zmiany te umożliwiakonstrukcja przegubów. W trakcie wzajemnych przemieszczeń zmienia się także odległośćpomiędzy skrzynią biegów a przekładnią główną, więc jeden z przegubów musi być osadzonyna sztywnej części wału napędowego przesuwnie, za pomocą połączenia wielowypustowego.Dla zapewnienia stabilności pracy takiego systemu przeniesienia napędu przy większychprędkościach 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 napędowychłączących skrzynkę biegów ze skrzynką rozdzielczą, a następnie skrzynkę rozdzielcząz poszczególnymi mostami napędowymi.

Rys. 3.1 – Układ napędowy obu osi z dwoma mostami i wałami napędowymi

2

Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁRys. 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 wałaminapędowymi, nazywanymi półosiami. Każda półoś w takim układzie wyposażona jestw przeguby i element przesuwny, kompensujący zmiany geometryczne powodowanewzajemnym przemieszczaniem się zespołu napędowego i kół napędzanych. W starszychkonstrukcjach pojazdów spotykało się półosie bez elementu przesuwnego i z jednym tylkoprzegubem w ich połączeniu z mechanizmem różnicowym. Rozwiązanie takie, choć tańsze iprostsze, 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 jestprzeniesienie momentu obrotowego ze skrzyni biegów lub skrzyni rozdzielczej do oddalonegomostu napędowego albo z jednego mostu napędowego do kolejnego mostu napędowego.

Wał napędowy jest zwykle zbudowany z jednego kawałka rury i przymocowanych do jejkońców końcówek przegubów uniwersalnych. Czasami, w celu wyeliminowania wibracji ihałasu, stosowany jest wał napędowy zbudowany z dwóch lekkich kawałków rury i trzechprzegubów.

Wał napędowy z dwoma przegubami

3

Całkowita długość tego wału napędowego jest stosunkowo duża. Podczas gdy wałobraca się z bardzo dużą prędkością, powstają tendencje do wibracji i wyginania wału.Spowodowane jest to niewyważeniem wału. Dlatego, w celu minimalizacji drgań i wygięćwału, należy stosować bardzo precyzyjne masy wyrównoważające.

Rys. 3.3 – Wał napędowy z dwoma przegubami


Wał napędowy z trzema przegubami

W przeciwieństwie do omówionego wyżej rodzaju, wał napędowy z trzema przegubamijest krótszy i w związku z tym ma mniejsze tendencje do wyginania. Przy wysokichprędkościach powstaje dużo mniej wibracji. Dzięki swoim zaletom wał napędowy z trzemaprzegubami jest obecnie stosowany najczęściej.

Rys. 3.4 – Wał napędowy z trzema przegubami


Przegub uniwersalny

4

Przegub uniwersalny niweluje kątową zmianę położenia tylnego mostu w stosunku dopołożenia skrzyni biegów. Umożliwia więc płynne przekazywanie napędu na tylny most zeskrzyni biegów. Przegub uniwersalny musi spełniać następujące wymagania:

• musi zapewnić przekazywanie napędu bez zmian prędkości obrotowej, nawetw przypadku dużej zmiany położenia skrzyni biegów względem tylnego mostu,

• musi zapewnić płynne przekazywanie napędu. Nie może powodować powstaniahałasu,

• 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 wysokąfunkcjonalność. Jedna z rozwidlonych końcówek przymocowana jest do wału napędowego,druga natomiast stanowi integralną część końcówki przesuwnej lub końcówki wyposażonej wkołnierz. Pomiędzy dwoma rozwartymi końcówkami znajduje się krzyżak. Krzyżak jestodkuwką wykonaną ze specjalnego gatunku stali. Posiada cztery czopy wykonane zodpowiednio utwardzonej powierzchni.

5

Rys 3.6 – Budowa przegubu krzyżakowego

Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz1. Warszawa: WKŁW każdej obudowie umieszczone jest łożysko wałeczkowe, zmniejszające opory ruchu

pomiędzy czopem i końcówką rozwidloną. Aby zapobiec wypadnięciu łożyska w momencieosiągania przez wał dużych prędkości obrotowych, w przegubie z możliwością demontażuzastosowano pierścienie osadcze, natomiast w przegubach bez możliwości demontażuobudowy łożysk zostały wciśnięte w końcówki rozwidlone.

Przenoszenie napędu przez przegub krzyżakowy

Poniższy rysunek przedstawia zmianę prędkości napędzanego wału B, tworzącegoz 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 przegubujest największy (r2) przy położeniu krzyżaka "prostopadłym" do wału napędzającego (kątobrotu 90 i 270). Promień obrotu (r1) jest natomiast najmniejszy przy "nieprostopadłym"położeniu krzyżaka i wałka napędzającego (0, 180 lub 360). Ponieważ prędkość obwodowakońcówki 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 wałemnapędzającym 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 wałkawyjściowego skrzynki biegów przy zastosowaniu przegubu krzyżakowego

6


Różnice prędkości kątowej są niwelowane przez przeguby uniwersalne, umieszczone nakońcu wału napędzającego (strona skrzyni biegów) i na końcu wału napędzanego (stronaskrzyni biegów) i na końcu wału napędzanego (strona tylnego mostu). Ponadto wał napędzanyi wał napędzający umieszczone są względem siebie równolegle. Zapewnia to stała prędkośćobrotową i stałość przekazywanego momentu.

Przegub elastycznyIm 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 ostatniostosowane wały napędowe, których kąty połączeń dają linię prostą. Aby dodatkowozmniejszyć 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)/BOGE88082A_(Przegub_elastyczny_wału).html

Przeguby homokinetyczne stosowane na półosiach napędowychPrzeguby homokinetyczne mają dość skomplikowaną budowę, a dla sprawnego

wykonania swojego zadania muszą być wykonane bardzo precyzyjnie. Rolą przegubównapędowych jest przenoszenie napędu, a zarazem umożliwienie skrętu kół pojazdu. Przegubysynchroniczne płynnie przenoszą moment obrotowy, a jednocześnie pozwalają na prace bez

7

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 zczterech kul, które przenoszą moment obrotowy, tocząc się po prowadnicach wykonanych wwidełkach 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, żewidełki z prowadnicami zostały zastąpione kulistą czaszą i piastą.

Rys. 3.10 – Przegub Rzeppa

8


Przegub Birfielda może przenosić moment przy kącie załamania ponad 40°, a takukształtowane bieżnie, że zbędne jest stosowanie elementów środkujących. Odpowiednieukształtowanie prowadnic zapewnia samoczynne ustawienia się kul w położeniuzapewniającym jednakowe prędkości kątowe.Rys. 3.11 – Przegub Birfielda

9


Przegub Tracta może przenosić moment obrotowy pod kątem 50°. Zbudowany jestz płaskich widełek połączonych ze sobą dwoma pośrednimi ogniwami, które sprzęgają się zapomocą występu i wcięcia o charakterystycznych kształtach.

Rys. 3.12 – Przegub Tracta

10


Łożysko podporowe wału napędowegoŁożysko 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 dopodwozia samochodu przy pomocy wspornika. Wał napędowy składa się za dwóchoddzielnych części. Wibracje wału pochłaniane są przez gumową tuleję. Zapobiega toprzenoszeniu wibracji na karoserię samochodu. Wibracje i drgania, powstające podczasdużych prędkości obrotowych wału napędowego, są ograniczane dzięki łożysku podporowemu(do absolutnego minimum).

11

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 pokonująróżną drogę. Co zrobić, aby toczyły się one po swoich torach ruchu bez poślizgu, osiągającróżne prędkości obrotowe? Odpowiedzią jest mechanizm różnicowy.

12

Budowa i zasada działania mechanizmu różnicowegoKoło talerzowe (1) przekładni głównej jest na stałe przymocowane do obudowy. Napędza

je koło zębate przenoszące moment obrotowy pochodzący pośrednio od silnika. Kołotalerzowe nie bierze udziału w rozdziale momentu pomiędzy kołami. Wewnątrz obudowyznajdują 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 takżei 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 kołamikoronowymi i obracają się wokół czopów krzyżaka (6), na których są zamocowane. Krzyżakobraca się razem z obudową (2). Jeśli więc koła samochodu obracają się z taką samąprędkością, działanie mechanizmu różnicowego nie jest potrzebne, to koła koronowe obracająsię z taką samą prędkością względem siebie, a satelity poruszają się razem z nimi, ale nieobracają się wokół osi czopów krzyżaka.

Jedyny sposób, w jaki można wprawić w ruch koła koronowe, opiera się właśnie nasatelitach. Koła koronowe nie są bezpośrednio połączone z niczym innym. Oba koła koronoweobracają się z taką samą prędkością, w wyniku nazwijmy to “pchania” ich przez satelity (tenie obracają się wokół własnej osi), które otrzymują ruch od krzyżaka, ten od obudowy, a taod koła talerzowego.

13

Rys. 3.15 – Mechanizm różnicowy

Źródło: http://autokult.pl/2011/03/31/mechanizmroznicowy

Jeśli wystąpi różnica prędkości obrotowych pomiędzy kołami samochodu, zaczyna siępraca satelitów. Oprócz tego, że nadal poruszają się razem z kołami koronowymi (ten ruchjest naturalnym następstwem faktu, że napędzane jest koło talerzowe, które obraca się wraz zobudową dyferencjału, a wraz z nią obraca się krzyżak z satelitami), to różnica w ilościobrotów pomiędzy prawym, a lewym kołem koronowym wymusza obrót satelitów wokół ichwłasnej osi – wokół ramion krzyżaka.

Dzięki obrotom satelitów możliwe są różne prędkości obrotowe kół koronowych. Łatwosobie wyobrazić, że gdybyśmy przyspawali satelity na stałe do kół koronowych, te musiałybyponownie zawsze obracać się z tą samą prędkością. Obrót satelitów wokół krzyżakapowoduje, że prędkość obrotowa drugiego koła zmniejszy się o taką samą wartość, o jakąwzrosła prędkość koła pierwszego.

W mechanizmach różnicowych można spotkać także przekładnie planetarne. Zasadadziałania jest ta sama, z tym że w miejsce satelitów stosuje się pary kół walcowych. Każdasatelita częścią długości swoich zębów współpracuje z kołem walcowym jednej półosi, apozostałą częścią długości zębów współpracuje z drugim, identycznym satelitą. To z koleizazębione jest z kołem walcowym drugiej półosi. To rozwiązanie spotykane jest nieco rzadziejze względu na skomplikowanie, stosowanie dużej ilości satelitów, a przez to wzrost ciężarucałego dyferencjału.

14

3.16 – Mechanizm różnicowy

Źródło: Budowa nadwozi i podwozi samochodowych, S. Orzełowski

Podczas poślizgu kół na śniegu moment obrotowy otrzymuje koło, które stawia mniejszeopory. Satelity “biegają” po obwodzie nieruchomego koła koronowego napędzając te podrugiej stronie, a wraz z nim półoś napędową. Koło to obraca się dwukrotnie szybciej niżobracałoby się podczas ruchu obu kół. Taka sytuacja jest niekorzystna w wielu przypadkachi 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 zwiększeniemomentu. Poza tym następuje prostopadła lub prawie prostopadła zmiana kierunku obrotów.Dodatkowo koła mechanizmu różnicowego powodują powstanie różnicy prędkości obrotowejnapędzanych kół podczas jazdy samochodu po łuku. Pozwala to na łagodne pokonywaniezakrętów bez wprowadzania poślizgu koła o nawierzchnię drogi.

Przekładnia główna (samochody z napędem na przednie koła i z silnikiem umieszczonymz przodu pojazdu)

W samochodach z poprzecznie umieszczonym silnikiem, napęd przekazywany jest zpominięciem wału napędowego, bezpośrednio przez skrzynię biegów. W samochodach zpodłużnie umieszczonym silnikiem zachodzi konieczność prostopadłej zmiany kierunkuobrotów silnika. W układzie przeniesienia napędu znajduje się wał napędowy. W silnikachumieszczonych poprzecznie, gdzie nie zachodzi konieczność zmiany kierunku ruchu, napędprzekazywany jest bezpośrednio do mechanizmu różnicowego i dalej przez półosie napędowedo kół samochodu.

15

Przełożenie przekładni głównejPrzełożenie przekładni głównej może być wyrażone poniższym wzorem:

i=ab

(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 wten sposób zużycie kół zębatych. W momencie przekazywania obrotów i momentu doprzekładni głównej następuje zmniejszenie obrotów i wzrost momentu wprost proporcjonalniedo przełożenia przekładni głównej.

Przełożenie całkowitePrzełożenie całkowite składa się z przełożenia skrzyni biegów i z przełożenia przekładni

głównej.RrT = RG x RrF

gdzie:RrT = przełożenie całkowiteRG = przełożenie skrzyni biegówRrF = 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 koleiumieszczony jest w obudowie tylnego mostu.

3.17 – Konstrukcja mechanizmu różnicowego (silnik z przodu, napęd na tył)

16

Nakrętka regulacyjna

Obudowa mechanizmu różnicowego

ZębnikTylna półoś

Tuleja kołnierzowa

UszczelniaczSatelita

Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁRys. 3.18 – Konstrukcja mechanizmu różnicowego


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. Mechanizmróżnicowy jest zamontowany pomiędzy obudową skrzyni biegów i obudową przekładnigłównej.

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 koronoweObejma bocznego łożyska

Obudowa przekładni głównej Nakrętka

regulacyjnaSkładana przekładka

Łożysko

Uszczelniacz

Tuleja kołnierzowa

Źródło: Gabryelewicz M. (2011), Podwozia i nadwozia pojazdów samochodowych cz. 1. Warszawa: WKŁ3. Półosie i piasty kół napędowych

Półosie napędowePółosie 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 kółdo góry i do dołu.

2) Ponieważ koła samochodu używane są do zmiany kierunku ruchu i jednocześnie donapędu pojazdu, półosie napędowe powinny zachowywać identyczny kąt skrętu koła izapewniać 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

Źródło: Materiały szkoleniowe Toyota Motor PolandRysunek 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 największepodczas pokonywania zakrętów. Dlatego przegub zewnętrzny został zaprojektowany do pracynawet przy zgięciu przekraczającym 40°. Im większy jest kąt przekoszenia osi tym mniejszyjest promień skrętu samochodu. Dopuszczalny kąt przekoszenia osi przegubu wewnętrznego(od strony skrzyni biegów) nie musi być tak duży jak kąt przekoszenia osi przegubuwewnętrznego. Wynosi on przeważnie około 20°. Jednak z uwagi na zmianę długości półosinapędowych, zwłaszcza podczas unoszenia i opadania kół na nierównościach drogi,wymagana jest konieczność wysuwu w kierunku osiowym. Wielkość wysuwu waha sięprzeważnie od 25 do 50 mm. Oprócz spełnienia wymagań dotyczących wielkości kątaprzekoszenia osi i wielkości wysuwu, półosie napędowe powinny ponadto zapewniaćjednakową prędkość kół i małe opory wysuwu. Jednocześnie musi być zapewniona cichapraca mechanizmu, niskie wibracje i dobra kierowalność pojazdu.

Długość półosi napędowychDługość 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 lubzupełnie różna. Jeżeli półosie napędowe są różnej długości, to sztywność półosi dłuższej jestniższa od sztywności półosi krótszej. W takim przypadku podczas przenoszenia momentudochodzi 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

Źródło: http://moto1.cba.pl/?p=332

OSIEOsie podobnie jak półosie napędowe utrzymują koła samochodu. Konstrukcja osi różni

się w zależności od rodzaju zawieszenia i układu przeniesienia napędu (napęd na przedniekoła i silnik umieszczony z przodu, silnik umieszczony z przodu i napęd na cztery koła itd.).

Przednie osie bez półosi napędowychOsie 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 elementówzawieszenia samochodu. Koło samochodu przymocowane jest do zwrotnicy przy pomocydwóch stożkowych łożysk wałeczkowych. Na krętka blokująca dokręcona jest w taki sposób,aby zapewnić określone napięcie wstępne. Wałek osi (znajdujący się wewnątrz osi) utrzymujekoła i przenosi moment napędowy do kół samochodu.

Przednie osie z półosiami napędowymiW 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 wprawo i w lewo. Półosie napędowe przekazują napęd bezpośrednio do kół samochodu. W tymrodzaju przednich osi wykorzystywane są skośne łożyska kulkowe. Napięcie wstępne tychłożysk jest zapewnione przez dokręcenie wymaganym momentem nakrętki blokującej piastękoła.

Tylne osie bez półosi napędowychTylne osie w samochodach z silnikiem umieszczonym z przodu i z napędem na przednie

koła służą wyłącznie do przenoszenia obciążeń. Podobnie jak w osiach przednich, jakołożyska osi wykorzystywane są skośne łożyska kulkowe. Napięcie wstępne tych łożyskzapewnione jest przez dokręcenie wymaganym momentem.

Tylne osie z półosiami napędowymiTylne 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

tylnej osi w obudowie tylnej osi. Wałki osi są długimi pojedynczymi wałkami przenoszącyminapęd bezpośrednio z mechanizmu różnicowego do kół samochodu. W zawieszeniuniezależnym nie ma obudowy osi. Mechanizm różnicowy jest przymocowany do nadwoziasamochodu. Wałki tylnych osi przechodzą przez wahacze i przenoszą napęd z mechanizmuróżnicowego do kół samochodu.

PIASTA WOLNEGO KOŁAPiasta wolnego koła jest urządzeniem służącym do przyłączania lub odłączania przednichpółosi napędowych. Okresowo w samochodach z napędem na 4 koła, nawet w przypadkuwłączenia napędu tylko dwa koła, przednie koła samochodu połączone są z przednimipółosiami napędowymi. W konsekwencji, razem z obrotami kół samochodu następuje obrótprzednich półosi, przedniego mechanizmu różnicowego oraz przedniego wału napędowego. Wprzypadku zainstalowania piasty wolnego koła i ustawienia dźwigni piasty koła w położenie“FREE” następuje odłączenie przednich kół od półosi napędowych. W związku z tym, wczasie obrotów kół samochodu, półosie napędowe, przedni mechanizm różnicowy i przedniwał napędowy pozostają bez ruchu. W czasie jazdy z włączonym napędem na dwa kołanastępuje zmniejszenie zużycia paliwa, maleją straty mocy i równocześnie następujezmniejszenie 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 ukośnegorowka znajdującego się w pokrętle ustawczym. Jednocześnie sprzęgło jest popychane przezpopychacz zapadki i zazębia się z wielowypustem znajdującym się na zewnętrznym obwodziewewnętrznej piasty. Sprzęgło jest przez cały czas zazębione z obudową i z piastą. Przednia

21

półoś napędowa i obudowa są więc ze sobą połączone. Jeżeli sprzęgło i wewnętrzna piasta niezazębiają się ze sobą, natychmiast popychacz zapadki jest pchany przez ściskaną sprężynę.Wielowypusty sprzęgła i wewnętrznej piasty pchają się nawzajem. Jednak w momencie, gdykoło samochodu lub półoś napędowa obróci się nieznacznie, nastąpi zazębienie się sprzęgła iwewnętrznej piasty. Sprzęgło przesunie się do środka i półoś napędowa połączy się zobudową.

Odblokowana piasta wolnego kołaW momencie przekręcenia pokrętła ustawczego do pozycji “FREE” (odblokowane)

popchnięty przez ściskaną sprężynę popychacz zapadki przesuwa się na zewnątrz wzdłużukośnego rowka znajdującego się na pokrętle ustawczym. Jednocześnie popychacz zapadki isprzęgło są przyciągane do siebie przez rozciąganą sprężynę. Przesuwają się razem nazewnątrz, przerywają połączenie między sprzęgłem i wewnętrzną piastą. Umożliwia toswobodny obrót wewnętrznej piasty dookoła tulei pierścienia zabezpieczającego. Nawet wprzypadku, gdy pokrętło ustawcze znajduje się w położeniu „FREE” sprzęgło i wewnętrznapiasta lub wielowypust obudowy są cały czas zazębione z pewną siłą. Ponieważ niemożliwyjest ruch sprzęgła na zewnątrz, następuje rozciąganie sprężyny, powodujące tylko dalszy ruchpopychacza na zewnątrz. Następnie w momencie obrotu koła lub półosi napędowej znika siłazazębiająca wielowypusty. Sprzęgło jest pociągnięte przez sprężynę, co powoduje przerwaniepołączenia pomiędzy sprzęgłem i wewnętrzną piastą.

Były to podstawowe informacje dotyczące układu przeniesienia napędu i występującychw nim podzespołów. Aby powtórzyć i utrwalić wiadomości, obejrzyj teraz prezentacjęmultimedialną oraz materiał video. Nie zapomnij również o wykonaniu zadań przypisanychdo tego modułu.

W następnym module zostaną omówione pozostałe elementy układu hamulcowego.Omówiona i przedstawiona będzie budowa i zasada działania podstawowych rozwiązańkonstrukcyjnych 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

Układ przeniesienia napędu- podzespoły przenoszące napęd

Education