UKŁAD NAPĘDOWY

Układ napędowy służy do przekazywania mocy uzyskanej w silniku na koła napędowe
pojazdu. Poszczególne zespoły układu napędowego mogą być rozmaicie rozmieszczone.
Zależy to przede wszystkim od usytuowania silnika oraz od tego, do której osi jest
doprowadzany napęd. Rozróżnia się pojazdy z silnikiem umieszczonym z przodu lub z tyłu, z
napędzanymi kołami tylnymi lub przednimi, a także wersje z napędem na cztery koła.

W klasycznym układzie napędowym (rys. lewy) silnik jest umieszczony z przodu i napęd jest
przenoszony poprzez sprzęgło, skrzynię biegów, wał napędowy do mostu napędowego kół
tylnych. W moście napędowym usytuowane są: przekładnia główna, mechanizm różnicowy i
półosie doprowadzające napęd do kół.

W większości obecnie produkowanych pojazdach można spotkać napęd przekazywany na
koła przednie (rys. prawy). Wtedy sprzęgło, skrzynia biegów, przekładnia główna i mechanizm
różnicowy znajdują się we wspólnej obudowie. Takie układy napędowe nie mają wału
napędowego.

Sprzęgło - służy do chwilowego odłączania silnika od skrzyni biegów i tym samym od kół
napędowych. Odłączanie takie jest potrzebne podczas zmiany biegów i zatrzymywania
pojazdu. Z kolei łączenie silnika i skrzyni biegów jest potrzebne do łagodnego ruszania.
Sprzęgło stanowi tarcza z okładzinami, która jest zaciskana między dwoma pierścieniami i na
drodze tarcia przenosi napęd. Sprzęgło w samochodzie jest zawsze umieszczone między
silnikiem a skrzynią biegów. Sprzęgło może być suche, z tarczą sprzęgła pracującą na sucho,
oraz mokre, z tarczą sprzęgła pracującą w kąpieli olejowej. Przeważnie stosuje się sprzęgła
jednotarczowe, lecz mogą być również dwu- lub wielotarczowe.

Umiejscowienie zespołu sprzęgła

Kierowca naciskając na pedał sprzęgła powoduje odsunięcie pierścienia dociskowego od
tarczy sprzęgła i rozłączenie przekazywania napędu.

Zasada działania sprzęgła

Skrzynia biegów - służy do dostosowywania siły napędowej oddawanej przez silnik do
występujących w danej chwili oporów jazdy. Na przykład do ruszenia z miejsca, kiedy trzeba
pokonać bezwładność pojazdu, jest potrzebna większa siła niż w czasie jazdy po
autostradzie. Tymczasem podczas pracy silnika moment obrotowy pozostaje prawie stały.
Skrzynia biegów ma kilka stale zazębionych par kół zębatych (najczęściej 5), które różnią się
między sobą przełożeniem, czyli stosunkiem liczby zębów. Kierowca poruszając dźwignią
biegów wybiera parę kół, która ma w danej chwili przekazywać siłę napędową. Im większe
przełożenie wybierze, z tym mniejszą prędkością obraca się wał napędowy wychodzący ze
skrzyni biegów i tym większa siła jest przekazywana na koła napędowe. Dlatego ruszamy na
1. biegu, a na autostradzie jedziemy na najwyższym biegu, na przykład na piątym.
Skrzynia biegów umożliwia także jazdę do tyłu dzięki odwróceniu kierunków obrotów,
ponieważ silnik z powodu swojej budowy nie może pracować w kierunku odwrotnym.

Zasada działania

skrzyni biegów

W samochodach stosuje się również automatyczne skrzynie biegów, które przenoszą
napęd z silnika na koła samochodu bez konieczności zmieniania przełożeń przez kierowcę
(więcej informacji na ten temat w pliku "Skrzynie biegów").

Przekładnia główna - jest umieszczona w tylnym moście (wersja samochodu z napędem na
koła tylne) lub w skrzyni biegów. Służy do zmiany o kąt 90 stopni kierunku przekazywania siły
napędowej oraz do stałego redukowania prędkości obrotowej wału dla zwiększenia wartości
momentu obrotowego, przekazywanego na koła. W najczęściej spotykanych rozwiązaniach
jest to przekładnia z kołami zębatymi walcowymi lub stożkowymi. Koło zębate małe
napędzające nazywane jest zębnikiem, a duże, połączone z mechanizmem różnicowym,
kołem talerzowym.

Przekładnia

główna

Mechanizm
różnicowy

Na rysunkach poniżej przedstawiono różne rodzaje przekładni głównych, jakie można spotkać
w pojazdach.

Mechanizm różnicowy - stanowi zespół kół zębatych umieszczonych między dwiema
półosiami wychodzącymi z przekładni głównej, który służy do rozdzielenia napędu pomiędzy
dwie półosie obracające się z różnymi prędkościami podczas jazdy samochodu. Takie
zjawisko ma miejsce w czasie zakręcania, kiedy każde koło jednej osi pokonuje różną drogę.

Mechanizm różnicowy stanowi zespół kół zębatych. Na krzyżaku połączonym z kołem
talerzowym przekładni głównej są osadzone małe koła zębate stożkowe (satelity) zazębione z
dwoma kołami koronowymi połączonymi z półosiami. Różnice w prędkości obrotowej kół
koronowych są równoważone przez obracanie się satelitów. Powoduje to, że prędkość
jednego koła zwiększa się o wartość równą spadkowi prędkości koła przyhamowanego.
Czasami mechanizmy różnicowe wyposaża się w systemy blokady sprzęgające okresowo
obydwa koła koronowe, co eliminuje niekorzystne zjawisko przekazywaniu napędu wyłącznie
na koło ślizgające się (np. wskutek słabszej przyczepności). Gdyby nie było mechanizmu
różnicowego, to podczas zakręcania dochodziłoby do szybszego zużywania się opon.

Przykład układu napędowego samochodu z napędem na wszystkie koła:

Rozróżniamy następujące rozwiązania układu napędu 4x4:
Klasyczny stały napęd na 4 koła - w samochodzie znajdują się trzy mechanizmy różnicowe.
Napęd z silnika przenoszony jest poprzez skrzynię biegów na centralny mechanizm
różnicowy, a następnie na mechanizmy różnicowe przedniej i tylnej osi.
Układ z dołączanym napędem drugiej osi - jest to obecnie najbardziej rozpowszechniony
typ napędu 4x4 w popularnych samochodach osobowych oraz tańszych SUV-ach. W tego
typu układzie napędowym występują dwa mechacimy różnicowe, na przedniej i tylnej osi. Nie
ma natomiast centralnego mechanizmu różnicowego. Ruch obrotowy silnika za pomocą
skrzyni biegów przenoszony jest bezpośrednio na mechanizm różnicowy przedniej osi oraz
wał napędowy wyprowadzający napęd na tylną oś poprzez sprzęgło wiskotyczne lub typu
Haldex.