O slideshow foi denunciado.
Utilizamos seu perfil e dados de atividades no LinkedIn para personalizar e exibir anúncios mais relevantes. Altere suas preferências de anúncios quando desejar.

Układ przeniesienia napędu- sprzęgła i skrzynie biegów

Układ przeniesienia napędu- sprzęgła i skrzynie biegów

  • Entre para ver os comentários

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Układ przeniesienia napędu- sprzęgła i skrzynie biegów

  1. 1. Moduł 2 Układ przeniesienia napędu – sprzęgła i skrzynki biegów 1. ZADANIA SPRZĘGIEŁ SAMOCHODOWYCH I ICH RODZAJE 2. SPRZĘGŁO ELEKTROMAGNETYCZNE I HYDROKINETYCZNE 3. ZADANIA I RODZAJE SKRZYNEK BIEGÓW 4. PÓŁAUTOMATYCZNA SKRZYNIA BIEGÓW
  2. 2. 5. MECHANIZMY SYNCHRONIZUJĄCE 6. AUTOMATYCZNA SKRZYNIA BIEGÓW W   tym   module  zostaną   omówione   dwa   podzespoły   wchodzące   w   skład   układu przeniesienia napędu. Będą tu szczegółowo omówione sprzęgła oraz skrzynki przekładniowe stosowane   w   pojazdach   samochodowych.   Przedstawiona   zostanie   budowa   oraz   zasada działania poszczególnych zespołów. 1. ZADANIA SPRZĘGIEŁ SAMOCHODOWYCH I ICH RODZAJE 1) Zadania sprzęgła samochodowego:  • łączy silnik ze skrzynią biegów, • chwilowo odłącza napęd od silnika, • umożliwia łagodne ruszanie pojazdu, • umożliwia zmianę biegów, • eliminuje drgania silnika(tłumiki drgań skrętnych) • zabezpiecza elementy układu napędowego przed nadmiernym obciążeniem. 2) Rodzaje sprzęgieł Podział sprzęgieł ze względu na sposób działania: • cierne, • elektromagnetyczne, • hydrokinetyczne. Podział sprzęgieł ciernych ze względu na konstrukcję: • jednotarczowe, • dwutarczowe, • wielotarczowe. Podział ze względu na sposób sterowania: • sprzęgła samoczynne (odśrodkowe i automatyczne), • ze sterowaniem mechanicznym (pedał, linka, dźwignia), • ze sterowaniem hydraulicznym (pedał, pompa, przewody), • ze sterowaniem pneumatycznym (pedał z zaworem, sprężarka, przewody), • ze sterowaniem elektronicznym. 1) Klasyczne sprzęgło cierne Sprzęgło w samochodzie składa się z trzech podstawowych elementów. Są nimi:  • tarcza sprzęgła,  • docisk sprzęgła, • łożysko sprzęgła.  Koło zamachowe to element, który łączy układ sprzęgła z silnikiem. Jego główną rolą jest przełożenie napędu z wału korbowego na sprzęgło. 2
  3. 3. Rys 2.1. – Budowa sprzęgła Źródło: http://www.sprzeglo.com.pl/artykuly­porady/sprzegla/budowa­sprzegla­samochodowego/ Tarcza sprzęgła posiada okładziny cierne przymocowane za pomocą nitów lub kleju i elementów sprężystych, aby wyeliminować szarpanie w trakcie ruszania z miejsca. Okładziny muszą   mieć   bardzo   dobrą   odporność   na   ścieranie   oraz   wysoką   temperaturę.   Materiały używane do produkcji tego elementu to zazwyczaj włókna węglowe, materiały organiczne czy włókna szklane. Istnieją również okładziny wykonane ze  spieków metalowych, które znajdują   zastosowanie   w   silnie   obciążonych   układach   sprzęgła,   np.   w   samochodach sportowych. Ponadto tarcza sprzęgła zawiera również tłumik drgań skrętnych – stosuje się go w celu ograniczenia drgań przekładanych z silnika na skrzynię biegów. Tarcza posiada wycentrowany frezowany otwór, za pomocą którego łączy się z wałkiem sprzęgłowym. W samochodach spotykane są zarówno jednotarczowe sprzęgła jak i dwutarczowe albo nawet trzytarczowe – ostatnie 2 typy stosuje się w silnie obciążonych układach sprzęgła takich jak samochody   rajdowe,   gdzie   temperatura   jest   wyższa   niż   podczas   standardowej   jazdy,   a odporność na ścieranie jest czynnikiem decydującym o sukcesie zawodników. Docisk sprzęgła jest odpowiedzialny za odpowiednie dociskanie tarczy sprzęgłowej do koła zamachowego. Współpracuje bezpośrednio z tarczą sprzęgła, a pracując w wysokiej temperaturze   musi   posiadać   zdolność   szybkiego   odprowadzania   ciepła.   Docisk   sprzęgła posiada osłonę, która łączy element współpracujący z tarczą sprzęgła za pomocą sprężyn płytkowych (sprężyna talerzowa), które z kolei dociskają bądź odsuwają docisk w stosunku do   tarczy   sprzęgła   w   chwili   rozłączenia   napędu   sprzęgła   oraz   w środkowują   docisk   w obudowie. Docisk sprzęgła obraca się wraz z kołem zamachowym i jest przymocowany do niego  na  stałe.  Posiada   możliwość  przesuwania  się  wzdłuż  osi sprzęgła   w  chwili  jego włączenia lub rozłączenia. Łożysko oporowe naciska na sprężynę talerzową docisku, wówczas między elementami sprzęgła   powstaje   niewielki   luz   następuje   odsunięcie   tarczy   dociskowej   od   tarczy sprzęgłowej. Tak właśnie następuje rozłączenie sprzęgła. Łożysko jest osadzone centralnie w osi sprzęgła, prowadzone na tulei zamocowanej zazwyczaj do skrzyni biegów. Dzięki sile 3
  4. 4. tarcia pomiędzy elementami sprzęgła napęd jest przekazywany do skrzyni biegów. W skład mechanizmu wyciskowego sprzęgła wchodzi również pedał sprzęgła, który jest połączony z widełkami przesuwającymi łożysko. Sterowanie to może odbywać się mechanicznie lub współcześnie coraz częściej hydraulicznie. Zasada działania sprzęgła Do części wału korbowego pracującej na zewnątrz bloku silnika przykręcone jest koło zamachowe. Z kolei do koła zamachowego zamontowana jest tarcza dociskowa sprzęgła (docisk). Silnik, podczas swojej pracy wytwarza moment obrotowy, który za pośrednictwem koła zamachowego oraz docisku przenoszony jest na tarczę sprzęgłową.  Wałek sprzęgłowy to element wystający ze skrzyni biegów, który posiada wycięte frezy od strony sprzęgła, na które montuje się tarczę pomiędzy kołem zamachowym a dociskiem sprzęgła. Tarcza sprzęgłowa poza tym, że wraz ze wszystkimi elementami sprzęgła wykonuje ruch obrotowy, to dodatkowo wykonuje także ruch przesuwny po wałku sprzęgła. Powoduje to  rozłączanie   lub   załączanie   napędu.   Nacisk   na   tarczę   sprzęgłową   wywołuje   sprężyna talerzowa docisku sprzęgła, natomiast ruch powrotny zapewniają sprężyny tarczy dociskowej umieszczone w jej obudowie. Ruch obrotowy tarczy sprzęgła przekazywany jest z koła zamachowego na wałek sprzęgłowy na zasadzie tarcia. Następnie ruch obrotowy przenosi się do skrzyni biegów i dalszych peryferii układu napędowego. Gdy wciskamy pedał sprzęgła, następuje  odłączanie sprzęgła. Wówczas widełki i łożysko sprzęgła powodują odciąganie tarczy dociskowej i zwolnienie tarczy sprzęgłowej. Następuje zmniejszenie bądź kompletny brak przylegania tarczy sprzęgłowej do koła zamachowego. Można wówczas zatrzymać pojazd   lub   zmienić   bieg.   Przy  puszczeniu   pedału   sprzęgła,   sprężyny   zamontowane   w obudowie   tarczy   dociskowej   poprzez   rozprężenie   wciskają   ją   i   pchają   w   stronę   koła zamachowego, przez co również tarcza sprzęgła przylega do koła zamachowego i obraca się razem z nim. 2) Inne odmiany sprzęgieł ciernych Sprzęgło odśrodkowe  jest to  sprzęgło, którego zasada działania polega na tym, że podczas   wzrostu   prędkości   obrotowej   wału   korbowego   silnika   rośnie   siła   odśrodkowa działająca na wirujące ciężarki, co powoduje wzrost nacisku tarczy dociskowej na tarczę sprzęgła. Analogicznie, przy zmniejszeniu prędkości obrotowej wału korbowego silnika maleje siła odśrodkowa a co za tym idzie słabnie zacisk tarczy sprzęgła i następuje samoczynne rozłączenie sprzęgła. W sprzęgłach odśrodkowych włączenie lub wyłączenie sprzęgła następuje wskutek siły odśrodkowej. Sprzęgło półodśrodkowe  jest to  sprzęgło, w którym siła docisku między elementami napędzanym i napędzającym jest spowodowana łącznym działaniem sprężyn dociskowych i siły   odśrodkowej   działającej   na   wirujące   ciężarki.   Sprężyny   dociskowe   zaciskają   tylko częściowo tarczę sprzęgła. Ostatecznie zaciśnięcie tarcz następuje pod działaniem momentu wywołanego przez siłę odśrodkową wirujących ciężarków. Docisk tarcz jest zmienny i zależy od  prędkości   obrotowej   wału   korbowego.   Ciężarki   są   zwykle   umieszczone   na   końcach dźwigienek, które służą do wyłączania sprzęgła oraz do dociskania tarcz podczas pracy. Do zalet tych sprzęgieł należą: duża elastyczność włączenia, możliwość wyłączenia przy małej prędkości   obrotowej.   Natomiast   do   wad   należą:   skłonność   do   poślizgu   podczas   małej prędkości, co powoduje, że sprzęgło nie zabezpiecza w sposób właściwy układu napędowego. 4
  5. 5. 3) Sterowanie sprzęgłem Mechaniczny układ sterowania – ruch pedału sprzęgła i siła do niego przyłożona zostaje przeniesiony na łożysko wyciskowe za pośrednictwem zestawu dźwigni i cięgien. Hydrauliczny układ sterowania – połączona z pedałem sprzęgła pompa jest połączona przewodami z siłownikiem. Siłownik jest sprzężony z dźwignią sterującą położeniem łożyska wyciskowego. Naciśnięcie pedału sprzęgła powoduje przesunięcie tłoka w pompie. Ciecz jest przetłaczana   do   siłownika,   co   powoduje   przesunięcie   za   pomocą   dźwigni   łożyska wyciskowego. System elektronicznego sterowania sprzęgłem  Wyciskające łożysko oporowe przesuwane jest siłownikiem hydraulicznym. Odpowiednie ciśnienie płynu roboczego w instalacji zapewnia oddzielna pompa hydrauliczna. Dopływ   płynu   do   siłownika   dozowany   jest   bezstopniowo   przy   pomocy   elektrycznie sterowanego zaworu. Impulsy powodujące otwieranie i zamykanie zaworu nadawane są przez centralną  elektroniczną  jednostkę  sterującą  samochodu. Samochód  rusza natychmiast  po włączeniu biegu dźwignią, jednakowo płynnie z góry, jak i pod górę. Podczas k olejnych zmian biegów obroty silnika zmniejszane są samoczynnie. 2. SPRZĘGŁO ELEKTROMAGNETYCZNE I HYDROKINETYCZNE 1) Sprzęgło elektromagnetyczne Sprzęgło   elektromagnetyczne   pracuje   wskutek   działania   pola   magnetycznego,   które wytwarza   elektromagnes,   pobierający   prąd   elektryczny   z   instalacji   samochodu.   Przerwa w obwodzie   elektrycznym   (powoduje   wyłączenie   albo   włączenie   sprzęgła.   Przerywacz obwodu elektromagnesu instaluje się zwykle na dźwigni zmiany biegów, a więc poruszenie dźwigni powoduje przerwanie lub włączenie dopływu prądu do elektromagnesu i włączenie lub wyłączenie sprzęgła. Zaletą sprzęgła elektromagnetycznego jest stopniowe włączanie, co umożliwia   płynne   ruszenie   samochodu   z   miejsca.   Wadą   tego   sprzęgła   jest   dość skomplikowana budowa i zależność pracy sprzęgła od instalacji elektrycznej samochodu, której usterki są stosunkowo najczęstsze. Sprzęgła elektromagnetyczne dzielimy na dwie grupy. Do pierwszej grupy zaliczamy sprzęgła z tarczami ciernymi dociskanymi wskutek działania   pola   magnetycznego.   Do   drugiej   grupy   należą   sprzęgła,   w których   elementy sprzęgane   są   ze   sobą   przez   substancję   tężejącą   w   polu   magnetycznym,   zwykle   pastę ferrytyczną lub sproszkowany metal.  2) Sprzęgło hydrokinetyczne Sprzęgło hydrokinetyczne. W wielu współczesnych samochodach stosuje się sprzęgła hydrokinetyczne,   przekazujące   napęd   tylko   wskutek   naporów   cieczy,   a   więc   bez mechanicznego połączenia elementu napędzającego z elementem napędzanym. W sprzęgło takie wyposażony jest m. in. samochód ZIM. Zasada działania sprzęgła hydrokinetycznego: na wale korbowym silnika osadzony jest wirnik w kształcie pierścienia, zaopatrzony w proste promieniowo   rozmieszczone   łopatki,   zwany   pompą.   Podobny   wirnik,   zwany   turbiną, osadzony jest na wałku napędzanym (sprzęgłowym). Oba wirniki wbudowane są naprzeciw siebie i szczelnie zamknięte w obudowie wypełnionej w 85­90% lekkim olejem mineralnym, mieszaniną oleju silnikowego z naftą (około 95% nafty) lub olejem roślinnym. Podczas pracy silnika pompa obraca się i ciecz znajdująca się pomiędzy jej łopatkami pod wpływem sił odśrodkowych jest odrzucana na łopatki turbiny i wywiera na nie napór zmuszający turbinę 5
  6. 6. do obracania się w ślad za pompą. Sprzęgło zaczyna przenosić napęd dopiero wówczas, gdy napór cieczy jest dostatecznie silny, czyli przy około 600 obr./min pompy.  3. ZADANIA I RODZAJE SKRZYNEK BIEGÓW 1) Zadania skrzynek biegów    • Łączy sprzęgło z wałem lub mostem napędowym. • Trwale rozłącza napęd. • Umożliwia jazdę z różnymi prędkościami. • Reguluje   siłę   napędową   na   kołach   (przy   czym   wartość   ta   jest   odwrotnie proporcjonalna do prędkości pojazdu). • Umożliwia jazdę do tyłu. 2) Rodzaje skrzynek biegów    Skrzynki biegów manualne (mechaniczne) o trzech odmianach: • z kołami zębatymi przesuwnymi, • z kołami stale zazębionymi (posiadające sprzęgła i synchronizatory), • kombinowane. Skrzynki biegów półautomatyczne (sekwencyjne) Skrzynki biegów automatyczne 3) Przełożenie pojedynczej przekładni zębatej    Przełożeniem „i” przekładni nazywamy stosunek liczby zębów koła napędzanego do liczby zębów koła napędzającego.                         i = = gdzie: n1 – prędkość obrotowa wału napędzającego, n2 – prędkość obrotowa wału napędzanego, z 1 – ilość zębów koła napędzającego, z 2 – ilość zębów koła napędzanego. 4) Rodzaje przekładni w zależności od przełożenia    Przekładnie zwalniające (redukcyjne), gdy i > 1 (bo z2 > z1). Przekładnie przyspieszające, gdy i < 1 (bo z2 < z1). Przekładnie normalna, gdy i = 1. Największe   zastosowanie   w   pojazdach   samochodowych   mają   stopniowe   skrzynki   biegów pozwalające uzyskiwać od 4 do 6 wartości przełożeń (biegów), powodujących zmiany przełożeń w zakresie od i = 5 do i = 0,7. Manualna skrzynia biegów  6
  7. 7. Podczas   pracy   silnika   moment   obrotowy   pozostaje   prawie   stały,   podczas   gdy   moc wyjściowa zwiększa się proporcjonalnie do prędkości obrotowej. Jednak do rozpoczęcia jazdy lub wjazdu na wzniesienie pojazd potrzebuje znacznie większego momentu obrotowego niż podczas jazdy po płaskiej drodze, nawet z dużą szybkością. Dlatego w samochodach stosuje się przekładnię umożliwiającą zmianę momentu obrotowego silnika na moment obrotowy przekazywany na koła, odpowiadający warunkom jazdy. Przekładnia taka, nazywana skrzynią biegów, jest przekładnią stopniową pozwalającą na uzyskanie najczęściej 5 lub 6 wartości przełożeń. Przekładnia umożliwia także jazdę do tyłu dzięki odwróceniu kierunków obrotów, ponieważ silnik z powodu swojej budowy nie może pracować w kierunku odwrotnym. W   samochodach   z   silnikiem   umieszczonym   poprzecznie   z   przodu   i   napędem przekazywanym na koła przednie skrzynia biegów stanowi jeden zespół z przekładnią główną i mechanizmem różnicowym. Skrzynia ma dwa wałki: napędowy i główny. Jeden wałek ma osadzone na stałe koła zębate, z których każde jest na stałe zazębione z kołem zębatym obracającym się swobodnie na drugim wałku. Liczba par kół zębatych odpowiada liczbie przełożeń.  Rys. 2.2 – Wałki skrzyni biegów Źródło: Materiały szkoleniowe „Serwis motoryzacyjny” Przenoszenie   momentu   obrotowego   z   wałka   napędowego,   połączonego   sprzęgłem z wałem   korbowym   silnika,   na   wałek   główny   zaczyna   się   dopiero   po   połączeniu ułożyskowanego koła zębatego z wałkiem, na którym jest osadzony. Aby połączenie to odbywało się płynnie, potrzebny jest synchronizator, który wyrówna prędkości. Działanie synchronizatora   polega   na   tym,   że   najpierw   jego   część   cierna   o   kształcie   stożkowym wyrównuje obroty obu łączonych elementów (dzięki poślizgowi dociskanych wzajemnie powierzchni), a potem część zębata zapewnia ich sztywne połączenie. Przesuwaniem tulei synchronizatora steruje kierowca, wybierając przełożenia za pomocą dźwigni zmiany biegów. Dlatego skrzynię tego typu nazywamy manualną. Bieg wsteczny wymaga dodatkowego wałka i koła zębatego, które jest wsuwane działaniem kierowcy pomiędzy koła wałków napędowego i głównego, by zmienić kierunek obrotów wałka głównego. W obudowę skrzyni biegów jest wkręcony włącznik świateł cofania. W samochodach z silnikiem umieszczony z przodu i napędem na koła tylne skrzynia biegów jest trzywałkowa, posiada wałek sprzęgłowy i wałek główny ustawione w jednej linii 7
  8. 8. oraz wałek pośredni. W większości skrzyni wałek pośredni ma stałe koła zębate, natomiast koła zębate osadzone obrotowo i synchronizatory ma wałek główny. Przekładnia główna i mechanizm różnicowy są wtedy umieszczone w osi tylnej. Rys 2.3 – Skrzynia biegów Źródło: Materiały szkoleniowe „Serwis motoryzacyjny” Działanie skrzynki biegów z kołami zębatymi przesuwnymi Moment obrotowy odbierany z silnika jest wprowadzany do skrzynki biegów przez wałek sprzęgłowy  I, a następnie przez parę stale zazębionych kół zębatych  z1 i z2 kierowany na wałek  pośredni  II.  Z   tego  wałka   napęd  jest   przekazywany   na  wałek  główny  III  przez odpowiednią, sprzęganą w zależności od biegu, parę kół zębatych. Rys. 2.4 – Działanie skrzynki biegów z kołami zębatymi przesuwnymi 8
  9. 9. Źródło: Materiały własne Działanie skrzynki biegów z kołami stale zazębionymi Moment   obrotowy   z   silnika   jest   doprowadzany   do   skrzynki   biegów   wałkiem sprzęgłowym  I, a następnie przez parę kół zębatych  z1  i  z2  – jest przenoszony na wałek pośredni II. Stale zazębione pary kół zębatych (z3 i z4; z5 i z6; z8 i z9) powodują obracanie się kół zębatych z4, z6 i z9, ale dzięki łożyskowaniu tych kół nie wprawiają one w ruch wałka głównego  III. Dopiero przesunięcie w prawo lub w lewo sprzęgła zębatego  S1  lub  S2 spowoduje sprzężenie  kół z wałkiem  głównym i przeniesienie  momentu  przez skrzynię biegów. Rys. 2.5 – Działanie skrzynki biegów z kołami stale zazębionymi Źródło: Materiały własne 9
  10. 10. 4. PÓŁAUTOMATYCZNA SKRZYNIA BIEGÓW Ogólne określenie skrzyni biegów, w której część czynności związanych ze zmianą biegów jest zautomatyzowana. Istnieją dwa podstawowe rodzaje półautomatów: • z automatycznym sprzęgłem i ręcznym wyborem przełożenia oraz  • z   automatycznym   załączeniem   przełożenia   uruchamianym   przez   naciśnięcie i puszczenie sprzęgła.  W pierwszym, najpowszechniejszym przypadku praca sprzęgła jest zautomatyzowana i zmiana biegów odbywa się tylko poprzez i odpuszczenie gazu i przesuwanie lewarka w odpowiednie   położenie.   W   podstawowym   rozumieniu   więc   półautomat   to   skrzynka całkowicie mechaniczna, konstrukcyjnie identyczna z tzw. manualną skrzynią biegów, tylko sposób wybierania lub załączania przełożeń jest inny.  W   zautomatyzowanych   systemach,   nazywanych   zależnie   od   marki   pojazdu:   AMT, Sportshift,   R   Tronic,   Sensodrive,   Allshift,   Softip,   Easytronic   oraz   SMG,   zewnętrzny mechanizm sterowania sprzęgła składa się z silnika elektrycznego poruszającego poprzez przekładnię  ślimakową  klasyczne  widełki  współpracujące  z  łożyskiem  wysprzęglającym. Odpowiednie impulsy prądowe wysyłane są do silnika przez mikroprocesorowy sterownik, reagujący na sygnały otrzymywane z czujników: położenia dźwigni zmiany biegów (lub przycisków umieszczonych na kole kierownicy), prędkości obrotowej wału korbowego i aktualnej prędkości jazdy. Na tej podstawie sterownik realizuje płynne ruszanie z biegu pierwszego lub wstecznego i krótkie wysprzęglenia na czas zmiany pozostałych biegów. Roboczy skok łożyska wysprzęglającego może być przy tym rozwiązaniu minimalny, czyli powodujący bardzo krótką przerwę w przenoszeniu napędu (okres rozłączenia sprzęgła), co zapewnia bardzo szybką zmianę biegów. Elektryczny   nastawnik   skrzyni   biegów   wyposażony   jest   w   dwa   silniki   elektryczne, z których pierwszy służy do ustalania ścieżki zmiany biegów (I – II, III – IV, V – wsteczny), a drugi   –   do   włączania   konkretnego   biegu   z   pozycji   neutralnej   lub   jego   wyłączania. Rozwiązanie   to   umożliwia   włączanie   biegów   w   dowolnej   kolejności,   a   synchronizacja każdego z nich realizowana jest w sposób szybki i płynny. Uruchomienie silnika w pojeździe wyposażonym w tego typu skrzynię biegów możliwe jest (tak samo jak w pojazdach ze skrzyniami   automatycznymi)   wyłącznie   przy   wciśniętym   pedale   hamulca   i ustawieniu dźwigni wyboru biegów w pozycji neutralnej. Jeśli   system   opiera   się   na   ręcznym   wyborze   biegów,   wszystkie   położenia   dźwigni znajdują się w jednej płaszczyźnie. Skrzynie na niższe biegi przełącza się ruchem dźwigni w dół, a na wyższe przesuwając ją w górę. W wielu systemach zamiast dźwigni stosowane są przyciski na kierownicy, wykonujące te same zadania. Nie trzeba przy zmianach biegów używać   pedału   przyspieszenia,   ponieważ   jego   funkcje   realizowane   są   wówczas automatycznie przez elektroniczny sterownik elektrycznego nastawnika skrzyni. Przy zmianie biegu na wyższy sterownik automatycznie dostosowuje też prędkość obrotową silnika do wartości przypisanej wybranemu przełożeniu przy danej prędkości jazdy. Po rozłączeniu napędu jeden z silników nastawnika skrzyni biegów dokonuje wyboru ścieżki zmiany biegów, a drugi silnik przełącza odpowiedni bieg. Po czym zostaje również włączone sprzęgło. Przy automatycznym   wyborze   biegów,   urządzenie   sterujące   całkowicie   przejmuje   zadania związane ze zmianą przełożeń. W systemach sterowanych hydraulicznie do obsługi sprzęgła służy centralny wysprzęglik zintegrowany   z   jednostronnym   siłownikiem   hydraulicznym.   Do   zmiany   biegów wykorzystywane   są   tłokowe   siłowniki   dwustronnego   działania.   Elektroniczne   sterowniki 10
  11. 11. współpracują   wówczas   z   elektrozaworami   otwierającymi   i   zamykającymi   odpowiednie przepływy płynu roboczego. W układzie takim niezbędna jest oczywiście pompa rotacyjna współpracująca z hydropneumatycznym akumulatorem ciśnienia. 5. MECHANIZMY SYNCHRONIZUJĄCE Przy   włączaniu   przekładni   za   pomocą   sprzęgła   kłowego   lub   zębatego   występuje uderzenie, gdy prędkości obwodowe stykających się ze sobą części nie są jednakowe. W celu wyrównania  tych  prędkości  łączy  się obie  części  pomocniczym  sprzęgłem  ciernym.  Po wyrównaniu tych prędkości, czyli po przeprowadzeniu tzw. synchronizacji, włączone zostaje sprzęgło zębate i to właśnie ono przenosi moment napędowy. Takie urządzenie złożone z dwóch sprzęgieł: ciernego i zębatego wraz z urządzeniem łączącym te sprzęgła nazywa się synchronizatorem. Stosowane   obecnie   synchronizatory   można   podzielić   na   trzy   grupy:   proste, bezwładnościowe oraz synchronizatory elektroniczne. Synchronizatory proste Synchronizatory są to konstrukcyjnie małe sprzęgła, które włączane są i utrzymywane w sprzęgnięciu   tak   długo,   jak   wydaje   się   to   konieczne   wykonującemu   zmianę   biegów. Włączanie i utrzymywanie w stanie sprzęgniętym wykonuje się za pomocą dźwigni zmiany biegów. Synchronizatory proste mają bardzo prostą konstrukcję, ale jednocześnie pozwalają na włączenie   biegu   przed   całkowitym   wyrównaniem   prędkości   obrotowych   sprzęganych elementów. Stosuje się rozwiązania  synchronizatorów  prostych w postaci  sprzęgieł  stożkowych, pierścieniowych lub wielopłytkowych. We wszystkich tych przypadkach sprzęgła muszą być tak połączone ze sobą, aby najpierw pracowało sprzęgło cierne, a dopiero po wyrównaniu prędkości kątowych powinno nastąpić włączenie sprzęgła zębatego. Synchronizatory bezwładnościowe Synchronizatory bezwładnościowe mają urządzenia blokujące, zapobiegające włączeniu sprzęgła  zębatego   przed  wyrównaniem   prędkości  obrotowej  sprzęganych  elementów.  W okresie   synchronizacji   siła   wywierana   na   sprzęgle   ciernym   może   być   w   tych synchronizatorach dowolnie duża. Rozróżniamy następujące rodzaje synchronizatorów bezwładnościowych: • z blokowaniem za pomocą poprzecznych elementów umieszczonych w otworze tulei,  • z blokowaniem za pomocą podłużnych elementów umieszczonych w otworach tarczy,  • z blokowaniem za pomocą wieńca zębatego,  • z samowzmacnianiem  o działaniu  opartym  na progresywnym wzroście  momentu tarcia. Elektroniczna synchronizacja  11
  12. 12. Problemy związane ze skrzynią biegów i częściowo z jej synchronizacją przy zmianie biegów mogą być rozwiązane za pomocą urządzeń elektronicznych, dających możliwość pożądanych wyników, a mianowicie: • pewność działania,  • wyroby odpowiedniej jakości,  • umiarkowane koszty.  Przy   zastosowaniu   układu   elektronicznego   osiągany   stopień   kontroli   kolejności poszczególnych czynności i czasu synchronizacji pozwala na bardzo prawidłową i szybszą zmianę biegów bez udziału kierowcy. Urządzenie elektroniczne otrzymuje sygnał o prędkości obrotowej wałka wejściowego i wyjściowego   skrzyni   biegów   i   powoduje   wyrównanie   tych   prędkości   na   poziomie odpowiadającym danemu położeniu. Jeśli prędkość obrotowa wału korbowego silnika jest zbyt   mała,   to   urządzenie   elektroniczne   daje   sygnał   do   siłownika,   który   natychmiast całkowicie otwiera przepustnicę i na odwrót, jeśli prędkość jest zbyt mała to przymyka ją. Sygnały urządzenia elektronicznego na przepustnicę zastępują oddziaływanie kierowcy na pedał gazu. Czas przymknięcia i otwarcia przepustnic określany jest rozmaitymi czynnikami: • prędkością obrotową silnika przy zmianie biegów,  • różnicą przełożeń,  • momentem bezwładności mas synchronizowanych,  • wielkością momentów napędowych.  6. AUTOMATYCZNA SKRZYNIA BIEGÓW Automatyczne skrzynie biegów dzieli się na dwa typy, które różnią się między sobą budową układu sterowania, przełączaniem biegów oraz sterowaniem układu mechanicznego sprzęgania wirnika pompy z wirnikiem turbiny przekładni hydrokinetycznej. Pierwszy z nich to typ z hydraulicznym sterowaniem, w którym wszystkie funkcje sterujące i kontrolne pełnią elementy hydrauliczne, drugi zaś posiada sterowanie elektroniczne, wykorzystujące dane zgromadzone  w pamięci  komputera (ECU). Układ elektronicznego  sterowania nie tylko steruje   pracą   systemu   przełączania   biegów   i   sprzęganiem   wirników   przekładni hydrokinetycznej,   ale   także   pełni   funkcję   diagnostyczną   oraz   zabezpiecza   przed uszkodzeniami.   Układ   ten   zwany   jest   ECT   (od   angielskiego  Electronically­Controlled Transmission). Automatyczne skrzynie biegów ze sterowaniem hydraulicznym posiadają w zasadzie taką samą budowę jak skrzynie ze sterowaniem elektronicznym. Różnią się one tylko sposobem przełączania biegów. W porównaniu z mechanicznymi skrzyniami biegów, skrzynie automatyczne posiadają następujące zalety: 1) Zmniejszają   zmęczenie   kierowcy   poprzez   wyeliminowanie   konieczności   obsługi sprzęgła i ręcznego przełączania biegów. 2) Automatycznie przełącza biegi, przy prędkościach odpowiadających warunkom jazdy, uwalniają   kierowcę   od   konieczności   opanowywania   trudnych   technik   jazdy,   jak obsługa sprzęgła. 3) Zapobiega  przeciążaniu  silnika i zespołu napędowego, ponieważ są one ze sobą sprzężone   w   sposób   hydrauliczny   (przez   przekładnię   hydrokinetyczną),   a   nie mechaniczny, jak w przypadku zwykłej skrzyni biegów. 12
  13. 13. Automatyczne   zespoły   napędowe   dzielą   się   na   dwa   typy:   jeden   stosowany   w samochodach z silnikiem z przodu i napędem na przednie koła (typ FF) i drugi, stosowany w samochodach z silnikiem z przodu i napędem na tylne koła (typ FR). Rys. 2.6 – Automatyczne zespoły napędowe stosowane w samochodach typu FF (lewy rysunek) i samochodach typu FR (prawy rysunek), Źródło: własne Zespoły stosowane w samochodach typu FF są mniejsze od zespołów przeznaczonych do samochodów typu FR. Wynika to z faktu, że muszą one zmieścić się wraz z silnikiem w jego komorze   z   przodu   pojazdu.   Zespoły   stosowane   w   samochodach   typu   FR   posiadają przekładnię   główną   (wraz   z   mechanizmem   różnicowym)   umieszczoną   w   oddzielnej obudowie, podczas gdy w przypadku samochodów typu FF, stanowi ona jeden zespół ze skrzynią biegów.  Główne elementy składowe i ich funkcje Istnieje wiele typów automatycznych skrzyń biegów, które w pewnym stopniu różnią się między sobą. Niezależnie jednak od tego, ich podstawowe funkcje i zasada działania są zasadniczo   takie   same.   Automatyczna   skrzynia   biegów   składa   się   z   kilku   głównych elementów. Aby mogły one prawidłowo realizowane swoje funkcje, elementy te muszą ze sobą poprawnie   współpracować.   Automatyczny   zespół   napędowy   składa   się   z   następujących głównych elementów: 1) Przekładnia hydrokinetyczna. 2) Planetarny zespół przekładniowy. 3) Hydrauliczny zespół sterujący. 4) Zespół połączeń mechanicznych. 5) Przekładnia główna. 6) Płyn automatycznej skrzyni biegów. 1) Przekładnia hydrokinetyczna Przekładnia hydrokinetyczna znajduje się na wejściu automatycznej skrzyni biegów i poprzez   tarczę   napędową   przymocowana   jest   do   tylnej   części   wału   korbowego  silnika. Przekładnia   wypełniona   jest   płynem   do   automatycznych   skrzyń   biegów.   Zwiększa   ona moment wytwarzany przez silnik i przekazuje go dalej do zespół napędowego lub też działa jako sprzęgło hydrokinetyczne, które łączy silnik ze skrzynią biegów. W samochodach z automatyczną   skrzynią   biegów,   przekładnia   hydrokinetyczna   pełni   także   rolę   koła zamachowego silnika. Ponieważ w tego typu pojazdach ciężkie koło zamachowe nie jest 13
  14. 14. konieczne, jego rolę pełni tarcza napędowa, której zewnętrzny obwód ukształtowany jest w wieniec zębaty współpracujący z zębnikiem rozrusznika. Ponieważ tarcza napędowa obraca się z dużymi prędkościami wraz z wałem korbowym, jest ona bardzo dokładnie wyważana, co przeciwdziała powstawaniu wibracji przy wysokich obrotach. Funkcje przekładni hydrokinetycznej: • Zwiększa moment wytwarzany przez silnik. • Pełni rolę automatycznego sprzęgła, które łączy i rozłącza silnik ze skrzynią biegów. • Tłumi wibracje silnika i zespołu napędowego. • Pełni rolę koła zamachowego w celu zapewnienia równomiernej pracy silnika. •  Napędza pompę olejową hydraulicznego układu sterowania. Rys. 2.7 ­ Budowa przekładni hydrokinetycznej 14
  15. 15. http://www.e­autonaprawa.pl/artykuly/2010/przekladnia­ydrokinetyczna.html Zasada działania przekładni hydrokinetycznej Przełożenie dynamiczne Moment przekładni hydrokinetycznej rośnie proporcjonalnie do wielkości przepływu wirowego.   Oznacza   to,   że   osiąga   on   maksimum,   kiedy   wirnik   turbiny   nie   obraca   się. Działanie przekładni hydrokinetycznej można podzielić na dwa zakresy: Zakres, w którym ma miejsce zwiększanie momentu (zakres przekładni) oraz zakres, w którym moment jest tylko przenoszony, bez zmiany jego wartości (zakres sprzęgania). Punkt sprzęgnięcia oddziela obydwa te zakresy. Punkt gaśnięcia silnika Kiedy przełożenie kinematyczne wynosi zero, tzn. kiedy wirnik turbiny nie obraca się, różnica między prędkościami obrotowymi wirnika pompy i turbiny jest maksymalna. Punkt gaśnięcia  silnika  odnosi się do nieruchomego  wirnika turbiny.  Maksymalne  przełożenie dynamiczne ma miejsce właśnie w tym punkcie i wynosi 1.7 do 2.5. Punkt sprzęgnięcia Kiedy wirnik turbiny zaczyna się obracać a   przełożenie   kinematyczne   zaczyna rosnąć, różnica między prędkością obrotową wirnika pompy i wirnika turbiny maleje. Kiedy przełożenie kinematyczne osiągnie pewien poziom, przepływ wirowy maleje do minimum, tak że przełożenie dynamiczne staje się równe jedności. Ponieważ płyn wypływający z wirnika turbiny uderza w tylne powierzchnie łopatek kierownicy, sprzęgło jednokierunkowe pozwala obracać się kierownicy w tym samym kierunku, co wirnik pompy. Innymi słowy, w punkcie sprzęgnięcia przekładnia hydrokinetyczna zaczyna pełnić rolę sprzęgła, dzięki czemu przełożenie dynamiczne nie spada poniżej jedności. Działanie przekładni hydrokinetycznej Samochód nie porusza się, silnik pracuje na biegu luzem Kiedy silnik pracuje na biegu luzem, wytwarzana przez niego moc jest minimalna. Jeżeli zostaną włączone hamulce (główne lub postojowy), wirnik turbiny przestaje się obracać, przez   co   jego   obciążenie   staje   się   bardzo   duże.   Ponieważ   samochód   nie   porusza   się przełożenie   kinematyczne   jest   równe   zeru,   natomiast   przełożenie   dynamiczne   osiąga maksimum. Dlatego też wirnik turbiny może w każdej chwili zacząć obracać się z momentem większym niż wytwarzany przez silnik. Samochód porusza się z małą prędkością W miarę jak prędkość samochodu rośnie, prędkość obrotowa wirnika turbiny zaczyna szybko zbliżać się do prędkości wirnika pompy. Przełożenie dynamiczne maleje i zbliża się do   jedności.   Kiedy   przełożenie   kinematyczne   osiągnie   określoną   wartość   (punkt sprzęgnięcia), kierownica zaczyna się obracać a moment przestaje być zwiększany. Innymi słowy, przekładnia hydrokinetyczna zaczyna działać jak sprzęgło. Powoduje to że prędkość samochodu wzrasta prawie liniowo z prędkością obrotową silnika. 15
  16. 16. Samochód porusza się ze średnią lub dużą prędkością Przekładnia   hydrokinetyczna   działa   tylko   jako   sprzęgło.   Wirnik   turbiny   obraca   się z prawie identyczną prędkością, co wirnik pompy. Sprzęgło blokujące Podczas   pracy   na   zakresie   sprzęgania   (moment   nie   jest   zwiększany),   przekładnia hydrokinetyczna przenosi moment powstający w silniku z przełożeniem równym 1. Istnieje jednak różnica pomiędzy prędkościami obrotowymi wirnika pompy i turbiny, która wynosi przynajmniej 4­5%. Z tego powodu, przekładnia nie przenosi 100% mocy wytwarzanej w silniku, co powoduje pewne straty energii. W celu uniknięcia tego i obniżenia zużycia paliwa, zastosowano   sprzęgło   blokujące,   które   mechanicznie   łączy   wirnik   pompy   z   wirnikiem turbiny. Następuje to, kiedy prędkość samochodu osiągnie około 60 km/h lub więcej, dzięki czemu do skrzyni biegów przenoszone jest 100% mocy wytwarzanej w silniku. Sprzęgło blokujące zamontowane jest na piaście wirnika turbiny. Zamontowane obwodowo sprężyny tłumią obciążenia skrętne powstające podczas włączania sprzęgła, co zapobiega powstawaniu drgań i wstrząsów. Wewnętrzna powierzchnia obudowy przekładni lub powierzchnia tłoka sprzęgła blokującego pokryta jest materiałem ciernym (tego samego typu, co w przypadku hamulców i sprzęgieł wielotarczowych) Zapobiega to ślizganiu się sprzęgła podczas jego włączania. Kiedy sprzęgło jest włączone, obraca się ono razem z wirnikiem pompy i turbiny. Włączanie   i   wyłączanie   sprzęgła   uzależnione   jest   od   zmian   kierunku   przepływu   płynu wewnątrz przekładni hydrokinetycznej. Sprzęgło wyłączone Kiedy   samochód   porusza   się   z   małą   prędkością,   pompowany   pod   ciśnieniem   płyn przepływa do przedniej strony sprzęgła. Powoduje to, że ciśnienie po przedniej i tylnej stronie sprzęgła są sobie równe, dzięki czemu pozostaje ono wyłączone. Sprzęgło włączone Kiedy samochód porusza się ze średnią lub dużą prędkością(powyżej 60 km/h), płyn pod wysokim ciśnieniem przepływa tylko do tylnej strony sprzęgła blokującego. Powoduje to, że tłok sprzęgła dociskany jest do wewnętrznej powierzchni obudowy przekładni. W rezultacie, sprzęgło obraca się razem z przednią pokryw ą przekładni, która połączona jest z wirnikiem turbiny (tzn. sprzęgło zostaje włączone). 2) Planetarny zespół przekładniowy Planetarny zespół przekładniowy znajduje się w obudowie skrzyni biegów wykonanej ze stopu aluminium. Zmienia on wartość i kierunek obrotów silnika oraz przekazuje je do przekładni głównej. Planetarny zespół przekładniowy składa się z przekładni planetarnych, które zmieniają prędkość obrotową, sprzęgieł i hamulców, które za pomocą ciśnienia płynu układu hydraulicznego sterują pracą przekładni, wałów przekazujących moc wytwarzaną w silniku oraz łożysk umożliwiających obroty wałków. Funkcje planetarnego zespołu przekładniowego: • Zapewnia   kilka   wartości   przełożeń,   które   umożliwiają   osiągnięcie   prawidłowego momentu   i   prędkości   obrotowej,   w   zależności   od   warunków   jazdy   i   zamierzeń kierowcy. • Posiada bieg wsteczny, umożliwiający jazdę samochodem do tyłu. 16
  17. 17. • Posiada położenie neutralne, pozwalające na pracę silnika na biegu jałowym, kiedy samochód nie porusza się. Przekładnia planetarna Przekładnia   planetarna   jest   zespołem   współpracujących   ze   sobą   kół   zębatych, składającym   się   z:   koła   słonecznego,   kilku   kół   satelitów,   kosza   satelitów   oraz   koła wieńcowego. Przekładnie te zwane są „satelitarnymi” ze względu na to, że koła poruszające się pomiędzy kołem słonecznym i wieńcowym przypominają satelity (stąd też ich nazwa) obracające się wokół słońca. Hamulce Hamulce blokują jeden z elementów przekładni planetarnej (koło słoneczne, wieńcowe lub   satelity)   w   celu   zapewnienia   odpowiedniej   wartości   przełożenia.   Istnieją   dwa   typy hamulców. Pierwszy z nich to wielotarczowy hamulec hydrauliczny. Jeden rodzaj tarcz, z zewnętrznym wielowpustem związany jest z obudow ą skrzyni biegów, natomiast drugi, posiadający   wielowypust   wewnętrzny   obraca   się   wraz   z   przekładnią   planetarną.   Tarcze dociskane są do siebie, dzięki czemu jeden z elementów przekładni zostaje zablokowany. Drugim typem hamulca jest hamulec pasowy. W tego typu hamulcu, pas otacza bęben, który połączony jest z jednym z elementów przekładni planetarnej. Kiedy ciśnienie płynu działa na stykający się z pasem tłok, pas zaczyna trzeć o bęben i blokuje jeden z elementów przekładni. Sprzęgła wielotarczowe i jednokierunkowe Sprzęgła łączą oraz rozłączają przekładnię hydrokinetyczną od przekładni planetarnych, a także  przekazują  moment  wytwarzany  przez  silnik  do wału  wyjściowego.  Hydrauliczne sprzęgła wielotarczowe składaj ą się z kilku par ułożonych na przemian tarcz zewnętrznych i wewnętrznych. Są one sterowane ciśnieniem płynu wypełniającego wnętrze skrzyni biegów. Sprzęgło jednokierunkowe składa się z bieżni wewnętrznej, zewnętrznej oraz znajdujących się pomiędzy nimi mimośrodów lub rolek. Sprzęgło to przenosi moment tylko w jednym kierunku. 3) Hydrauliczny układ sterowania Hydrauliczny układ sterowania składa się z miski olejowej, która pełni funkcję zbiornika płynu, pompy olejowej,  wytwarzającej  ciśnienie  hydrauliczne,  zaworów  mających  różne funkcje oraz kanałów i przewodów, którymi płyn jest dostarczany do sprzęgieł hamulców i innych elementów układu sterowania. Większość zaworów układu umieszczonych jest w korpusie zaworów, znajdującym się pod planetarnym zespołem przekładniowym. Funkcje hydraulicznego układu sterowania: 1) Dostarczanie płynu do przekładni hydrokinetycznej. 2) Regulacja   ciśnienia   płynu,   wytwarzanego   przez   pompę   olejową.   Przetwarzanie wielkości   obciążenia   silnika   i   prędkości   samochodu   na   sygnały   dla   układu hydraulicznego. 3) Przekazywanie ciśnienia hydraulicznego do sprzęgieł i hamulców w celu sterowania pracą przekładni planetarnych. 4) Smarowanie płynem obracających się elementów. 5) Chłodzenie płynem przekładni hydrokinetycznej. 17
  18. 18. Sterowanie przełączaniem biegów Układ hydraulicznego sterowania przetwarza wartości obciążenia silnika i prędkości samochodu na sygnały sterujące przełączaniem biegów. Na podstawie tych sygnałów, do hamulców i sprzęgieł przekładni planetarnych przesyłane jest ciśnienie hydrauliczne płynu, dzięki czemu możliwe jest dobranie odpowiedniego przełożenia, odpowiadającego warunkom jazdy. 4) Zespół połączeń mechanicznych Automatyczna   skrzynia   biegów   przełącza   biegi   automatycznie.   Wyjątkiem   są   dwa połączenia mechaniczne, umożliwiające ręczne sterowanie przez kierowcę. Są nimi: wybierak zakresów pracy z linką oraz pedał przyspieszenia, również z linką. Wybierak zakresów pracy Wybierak zakresów pracy odpowiada dźwigni zmiany biegów mechanicznej skrzyni biegów. Jest on połączony ze skrzynią biegów za pośrednictwem linki lub systemu dźwigni. Za pomocą wybieraka kierowca może wybierać zakresy pracy ­ jazdy do przodu lub do tyłu, położenie neutralne lub parkowania. W prawie wszystkich typach automatycznych skrzyń biegów, tryb jazdy do przodu posiada trzy zakresy: »D«, »2«, »L«. Dla celów bezpieczeństwa, silnik może zostać włączony tylko wtedy, kiedy wybierak znajduje   się   w   położeniu   »N«   (neutralnym)   lub   »P«   (parkowania);   tzn.   wtedy,   kiedy niemożliwe jest przenoszenie mocy z silnika do zespołu napędowego. Pedał przyspieszenia Pedał przyspieszenia  połączony jest linką z przepustnicą  gaźnika (lub systemu EFI). Informacja o wielkości wciśnięcia pedału przyspieszenia, tj. stopnia otwarcia przepustnicy jest za   pośrednictwem   tejże   linki   przenoszona   do   układu   sterującego   pracą   skrzyni   biegów. Automatyczna skrzynia biegów przełącza przełożenia w zależności od obciążenia silnika (kąta otwarcia przepustnicy). Kierowca może sterować przełączaniem biegów przez odpowiednie operowanie   pedałem   przyspieszenia.   Kiedy   pedał   przyspieszenia   wciśnięty   jest   tylko nieznacznie, przełączanie biegów na biegi niższe i wyższe następuje przy stosunkowo niskich prędkościach jazdy. W miarę  coraz większego wciskania pedału przyspieszenia, biegi są przełączane przy stosunkowo wysokich prędkościach jazdy. Linki pedału przyspieszenia oraz przepustnicy muszą być prawidłowo wyregulowane do określonych długości. Wynika to z faktu,   że   prawidłowe   przełączanie   biegów   wymaga   dokładnego   przetworzenia   wielkości wciśnięcia pedału przyspieszenia na kąt obrotu przepustnicy, a jego z kolei na przesunięcie zaworu nastawczego obciążenia silnika. 5) Przekładnia główna W przypadku poprzecznego zespołu napędowego, skrzynia biegów i przekładnia główna znajdują się w jednej obudowie. Przekładnia główna składa się z pary kół zębatych (zębnika i koła wieńcowego) oraz mechanizmu różnicowego. Funkcja przekładni głównej jest w tym przypadku taka sama, jak analogicznego zespołu w samochodach z napędem na tylne koła. Różnica polega na tym, że w poprzecznej skrzyni biegów stosuje się przekładnię walcową. 6) Płyn do automatycznych skrzyń biegów (ATF). Do smarowania elementów automatycznych skrzyń biegów stosowany jest specjalny olej mineralny wysokiej jakości zmieszany z kilkoma dodatkami poprawiającymi jego własności. 18
  19. 19. Olej   ten   zwany   jest   płynem   do   automatycznych   skrzyń   biegów   (ATF   ­   Automatic Transmission Fluid), w celu odróżnienia go od innych materiałów smarujących. Dla danej skrzyni biegów należy zawsze stosować określony typ płynu ATF. Używanie innego płynu niż zalecany przez producenta lub stosowanie mieszanek wpływa negatywnie na działanie zespołu.   W   celu   zapewnienia   prawidłowej   pracy   automatycznej   skrzyni   biegów   należy utrzymywać prawidłowy poziom zawartego w niej płynu ATF. Poziom płynu sprawdza się za pomocą wskaźnika zanurzeniowego, przy silniku pracującym na biegu jałowym i po ustaleniu się normalnej temperatury pracy płynu.  Funkcje płynu ATF: • Przenoszenie momentu w przekładni hydrokinetycznej. • Sterowanie sprzęgłami i hamulcami przekładni planetarnych poprzez hydrauliczny układ sterowania. • Smarowanie przekładni planetarnych i innych ruchomych elementów. • Chłodzenie elementów znajdujących się w ruchu. Automatyczna skrzynia biegów z przekładnią bezstopniową (CVT) W pojazdach wyposażonych w tego typu skrzynię kierowca może w sposób stosunkowo prosty i niezależny od sterowania automatycznego wpływać indywidualnie na dynamikę jazdy i wykorzystywanie wszystkich technicznych możliwości, jakie daje ta konstrukcja. W trybie automatycznym   może   bowiem   tylko   dokonywać   preselekcyjnego   wyboru   pomiędzy   jazdą najbardziej ekonomiczną i taką, przy której uzyskuje się najlepsze osiągi. Rys. 2.8 – Przekładnia bezstopniowa     Źródło: http://www.e­autonaprawa.pl/encyklopedia/bezstopniowa­przekladnia­ang­ivariable­gear­i/1964/ Duża   rozpiętość   całkowitych   przełożeń   w   układach   napędowych   z   bezstopniowymi skrzyniami biegów umożliwia wykorzystywanie najbardziej ekonomicznych zakresów pracy silnika, czyli jazdę z najmniejszym zużyciem paliwa. Z kolei uzyskiwanie osiągów lepszych niż w przypadku skrzyni biegów o stopniowanych przełożeniach wynika po pierwsze: z przenoszenia siły napędowej bez przerw związanych ze zmianą przełożeń, a po drugie: z wykorzystywania tych zakresów prędkości obrotowej silnika, przy których odznacza się on największą elastycznością. Pomiędzy silnikiem a tego typu skrzynią nie stosuje się sprzęgieł hydrokinetycznych. Moment obrotowy przenoszony jest z wykorzystaniem dwóch mokrych sprzęgieł ciernych, z których jedno służy do jazdy w przód, a drugie do cofania. Oba sprzęgła są sterowane hydraulicznie, a wartość ciśnienia płynu użytego do ich włączania i rozłączania oblicza odpowiedni   elektroniczny   moduł   sterujący.   To   rozwiązanie   również   przyczynia   się   do 19
  20. 20. uzyskania większej sprawności przenoszenia napędu niż w przypadku automatycznej skrzyni biegów w jej klasycznej konstrukcji. Hydrauliczne  sterowanie   sprzęgieł   przez   bardzo  precyzyjną   regulację  ciśnienia   płynu roboczego pozwala na uzyskiwanie „efektu pełzania”, czyli bardzo wolnego ruchu pojazdu (bez użycia pedału przyspieszenia) podczas manewrowania nim w trakcie parkowania. W   samej   skrzyni   moment   obrotowy   przenoszony   jest   z   wału   wejściowego (sprzęgłowego) poprzez przekładnię planetarną na pierwszą parę tarcz stożkowych, skąd za pośrednictwem   klinowego   pasa   transmisyjnego   przekazywany   jest   na   drugą   parę   tarcz stożkowych   osadzonych   na   wale   połączonym   z   przekładnią   główną   i   mechanizmem różnicowym. Pas transmisyjny jest łańcuchem drabinkowym o specjalnej konstrukcji. Składa się on z równoległych ogniw, tworzących w sumie obwód zamknięty. Przeniesienie napędu przez pas transmisyjny realizowane jest na zasadzie tarcia, poprzez zakleszczanie się ogniw łańcucha pomiędzy wewnętrznymi powierzchniami tarcz stożkowych. Spośród tarcz tej samej pary jedna osadzona jest na wale przesuwnie. Jej ruch poosiowy wymuszany   jest   siłownikiem   hydraulicznym.   Wzrost   ciśnienia   w   cylindrze   siłownika powoduje zbliżenie się tarcz do siebie. Skutkiem tego pas transmisyjny wypierany jest w stronę ich obwodu. Tym samym zwiększa się czynna średnica koła pasowego. Zmniejszenie ciśnienia w siłowniku daje oczywiście efekt odwrotny. Rys. 2.9 – Schemat przenoszenia napędu Źródło: opracowanie własne Najmniejszy   stopień   całkowitego   przełożenia,   czyli   najwyższy   bieg   i   maksymalną prędkość jazdy osiąga się wówczas, gdy tarcze na wale wejściowym są do siebie zbliżone najbardziej, a tarcze na wale wyjściowym najbardziej od siebie oddalone. Pas przekazuje wówczas napęd z koła największego na najmniejsze. Biegowi najniższemu (używanemu do ruszania),   czyli   największej   wartości   całkowitego   przełożenia,   odpowiada   odwrotne ustawienie obu ruchomych tarcz w parach. Siłowniki muszą zapewniać nie tylko realizację pełnego zakresu zmiany przełożeń, lecz także optymalne dla warunków pracy przekładni napięcie pasa transmisyjnego, by mógł on pracować bez nadmiernych poślizgów. Siła docisku łańcucha do tarcz musi być zawsze adekwatna do wartości przenoszonego w danej chwili momentu obrotowego, mierzonego odpowiednim czujnikiem na wale wejściowym. 20
  21. 21. Do wytwarzania ciśnienia w całym hydraulicznym układzie sterującym służy pompa napędzana   przez   wał   wejściowy   przekładni.   Ciśnienie   w   poszczególnych   siłownikach dozowane   jest   przez   elektronicznie   sterowany   zespół   elektrozaworów.   Sygnały   do zarządzającego nim procesora przesyłane są z czujników: docisku tarcz stożkowych, docisku tarcz   sprzęgieł,   prędkości   obrotowej   wału   wejściowego,   prędkości   obrotowej   wału wyjściowego, położenia dźwigni wyboru trybu pracy przekładni. W następnym module  zostaną omówione pozostałe elementy układów przeniesienia napędu, omówiona i przedstawiona będzie budowa i zasada działania takich podzespołów jak wały, przeguby, półosie napędowe, przekładnie główne oraz mechanizmy różnicowe, a także półosie kół napędowych. 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. Netografia: 1. www.e­autonaprawa.pl    ­ Internetowy Serwis Branżowy 2. www.sprzeglo.com.pl    ­ Sklep ze sprzęgłami 3. www.auto­swiat.pl    ­ Portal motoryzacyjny  21

×