UKA
AD NAP
DOWY, mechanizm napędowy, w znaczeniu ogólnym mechanizm użyty do
napędzania, zwł. urządzenie przenoszące energię mech. od silnika do kół jezdnych pojazdu
(drogowego, szynowego) w sposób kontrolowany przez kierowcę i zapewniający optymalne
wykorzystanie tej energii w różnych warunkach ruchu. Rozróżnia się układy napędowe
mechaniczne (najczęściej stosowane w samochodach, motocyklach) , hydrostat. i elektryczne.
Typowy układ napędowy samochodu składa się ze sprzęgła , skrzyni biegów, wału napędowego i
mostu napędowego.
Sprzęgło
(encyklopedycznie) Techn. zespół części maszyny służący do łączenia wałów i przenoszenia
momentu obrotowego bez zmiany jego wartości i bez zmiany kierunku; w sprzęgle rozróżnia się
człon czynny (napędzający) osadzony na wale czynnym, człon bierny (napędzany) osadzony na
wale biernym oraz łącznik obu członów; jeżeli łącznikiem jest ciało stałe, sprzęgło zw. jest mech.,
jeżeli ciecz hydrodynamicznym, jeżeli siły pola elektromagnet. elektromagnetycznym. Sprzęgło
mające człony stale ze sobą połączone nazywa się sprzęgłem stałym, a o członach łączonych i
rozłączanych sprzęgłem rozłącznym; wśród sprzęgieł stałych rozróżnia się m.in.: sztywne (nie
pozwalające na wzajemne ruchy łączonych wałów; tulejowe, łubkowe, tarczowe), podatne, czyli
sprężyste (zawierają elementy sprężyste umożliwiające względny obrót wału biernego w stosunku
do czynnego, zależny od przenoszonego momentu). Sprzęgła włączalne służą tylko do łączenia i
rozłączania członów, są stosowane np. w pojazdach samochodowych. Sprzęgła przeciążeniowe
włączają się samoczynnie przy przeciążeniu.
Sprzęgło
Jest to urządzenie pozwalające ma okresowe odłączanie wału korbowego silnika od, układu
napędowego samochodu, umożliwia włączanie lub zmianę przekładni "w skrzynce biegów".
Oprócz tego zadanie sprzęgła polega na wyrównywaniu prędkości obrotowych wału korbowego i
wału sprzęgłowego skrzynki biegów w okresie łączenia ich ze sobą. Ze względu na konstrukcję i
zasadę działania rozróżnia się sprzęgła: cierne i hydrokinetyczne. Sprzęgło cierne przenosi napęd
dzięki oporom tarcia jakie przeciwstawiają się przesuwaniu po sobie dokładnie dopasowanych
powierzchni pierścieniowych, na dociskanych do siebie częściach, z których jedne osadzone są na
wale sprzęgłowym skrzynki biegów, a pozostałe na wale korbowym silnika. Wyłączanie sprzęgła
polega na rozsunięciu tych elementów, wskutek czego przestają one przylegać do siebie. Przy
włączaniu sprzęgła w miarę wzrostu nacisków na współpracujących ze sobą powierzchniach,
następuje wyrównywanie się obrotowej wału korbowego i sprzęgłowego, po czym oba wały wirują
z jednakową prędkością obrotową.
Sprzęgło suche
Elementy cierne pracujące na sucho. Przedostanie się niewielkich choćby ilości oleju lub smaru na
przylegające do siebie powierzchnie może spowodować poślizg sprzęgła.
Sprzęgło mokre
Elementy cierne pracujące w kąpieli olejowej. Wobec wielokrotnie mniejszych oporów tarcia:
dociskane do siebie powierzchnie elementów "przenoszących napęd muszą być znacznie większe
niż w sprzęgle suchym. Sprzęgła mokre wykonywane są z zasady jako wielotarczowe.
Sprzęgło automatyczne
W sprzęgle występuje dodatkowy mechanizm samoczynnie włączający je, w przypadku gdy
prędkość obrotowa wału korbowego przekracza określoną wielkość. W razie spadku prędkości
obrotowej wału korbowego poniżej tej wielkości sprzęgło automatyczne samoczynnie się wyłącza
rolę mechanizmu automatycznie włączającego i wyłączającego sprzęgło może spełniać odpowiedni
mechanizm odśrodkowy lub urządzenie hydrauliczne, podciśnieniowe czy też elektromagnetyczne.
Zastosowanie sprzęgła automatycznego ułatwia prowadzenie pojazdu, gdyż kierowca włącza je
przez naciśnięcie na pedał przyspieszenie oraz wyłącza przez zwolnienie pedału przyspieszenia.
Sprzęgło hydrokinetyczne (hydrauliczne)
Przenosi napęd dzięki bezwładności cieczy zmuszanej do krążenia pomiędzy łopatkami
ustawionych na przeciw siebie wirników pompy i turbiny. Wirnik pompy zaklinowany jest na wale
korbowym silnika a wirnik turbiny na wale sprzęgłowym skrzynki biegów. A
opatki obu wirników
są tak ukształtowane, że tworzą zakrzywione kanały, które w ilości kilkudziesięciu rozmieszczone
są na obwodzie wirników. Gdy wał korbowy obraca się, ciecz wypełniająca kanały wirnika pompy
pod działaniem sił odśrodkowych usiłuje, oddalić się od osi, obrotu wirnika. Wydobywająca się z
kanałów wirnika pompy ciecz natrafia na łopatki wirnika turbiny, które zmuszają ją do powrotu do
kanałów wirnika pompy. Zmieniając kierunek ruchu przy wypływie z kanałów wirnika pompy ciecz
wywiera silny nacisk na łopatki wirnika turbiny, zmuszając go do obracania się w ślad za wirnikiem
pompy. Gdy prędkość obrotowa wału karbowego jest mała (np. podczas jałowego biegu silnika),
wówczas napór cieczy odrzucanej przez wirnik pompy na wirnik turbiny nie wystarcza do
spowodowania obrotu wału sprzęgłowego, a sprzęgło hydrokinetyczne nie przenosi napędu.
Natomiast przy podwyższaniu się prędkości obrotowej wału korbowego napór cieczy na łopatki
wirnika turbiny coraz gwałtowniej wzrasta, powoduje to coraz szybsze obracanie się wału
sprzęgłowego. Przy znamionowej szybkobieżności silnika różnica prędkości obrotowych wirnika
pompy i wirnika, turbiny (tzw. poślizg wirnika turbiny względem wirnika pompy) zmniejsza się do
2-3 %, a więc praktycznie nie odgrywa roli. Warto zapamiętać, że sprzęgło hydrokinetyczne nie
zmienia w ogóle przenoszonego momentu obrotowego (bez względu na chwilową prędkość
obrotową wału korbowego oraz wielkość poślizgu wirnika turbiny względem wirnika pompy,
moment obrotowy na wale korbowym jest zawsze równy momentowi obrotowemu na wale
sprzęgłowym). Szczególną zaletą sprzęgła hydrokinetycznego jest zupełne tłumienie wszelkich
drgań i wstrząsów w układzie napędowym oraz bardzo elastyczne sprzęganie wału korbowego z
wałem sprzęgłowym.
wróć
Skrzynia biegów
(encyklopedycznie) Skrzynka biegów, skrzynia (skrzynka) prędkości, przekładnia zmianowa o
zwartej budowie, zamknięta w szczelnym kadłubie; wchodzi w skład mechanizmu napędowego
maszyny, pojazdu mech. itp.; w pojez
dzie zmiana przełożenia skrzyni biegów, czyli zmiana biegu
pojazdu, umożliwia dostosowanie prędkości obrotowej wału korbowego do prędkości jazdy i
uzyskanie dostatecznie dużego momentu obrotowego (napędowego) na kołach. W automatycznych
(samoczynnych) skrzyniach biegów zmiana biegów następuje automatycznie, kierowca nastawia
tylko dz
wigienką lub klawiszem zakres pracy przekładni (np. jazda powolna, jazda w tył), a dobór
najkorzystniejszego przełożenia odbywa się samoczynnie, w zależności od oporów jazdy, prędkości
i położenia pedału gazu; skomplikowany układ automatyczny działa na układ siłowników
(hydraulicznych lub elektromagnet.) przełączających poszczególne przekładnie. Skrzynię biegów
wynalazł 1821 bryt. konstruktor R.J. Griffith.
Przekładnia zębata
Jest to mechanizm służący do zwiększania lub zmniejszania momentu obrotowego, z jednoczesną
odwrotnie proporcjonalną zmianą prędkości obrotowej wału napędzanego w stosunku do prędkości
obrotowej wału napędzającego. Prostą przekładnię zębatą twarzy para zazębionych ze sobą kół
zębatych, ustalonych w określonej odległości od siebie w sposób umożliwiający im jedynie
swobodne przekręcanie się wokół osi obrotu. Na wieńcu każdego z kół znajduje się odpowiednio
dobrana ilość specjalnie ukształtowanych zębów, które podczas obracania się kół wchodzą w
przestrzenie pomiędzy zębami drugiego koła. Tym samym obracające się koło napędzające zmusza
zawsze koło napędzane do jednoczesnego przekręcania się w przeciwnym kierunku. Odstępy
pomiędzy zębami na wieńcach współpracujących ze sobą kół są jednakowe, wskutek czego
stosunek ilości zębów obu kół jest zawsze równy stosunkowi ich średnic podziałowych, a więc i
stosunkowi w jakim przekładnia zmienia przenoszony moment obrotowy. Wyjaśnia to następujący
przykład: jeśli np. średnica koła napędzającego jest trzy razy mniejsza niż średnica koła
napędzanego, to wynikająca z momentu na wale napędowym siła zostaje przejęta przez wieniec
koła napędzanego, lecz teraz działa na trzy razy większym promieniu, wskutek czego na wale
napędzanym uzyskuje się trzy razy. większy moment obrotowy niż na wale napędzającym.
Przekładnia zębata zwiększając lub zmniejszając moment obrotowy zmienia jednocześnie w
odwrotnym stosunku prędkość obrotową wału napędzanego (w podanym przykładzie trzykrotne
zwiększenie przenoszonego momentu obrotowego uzyskuje się kosztem trzykrotnego obniżenia się
prędkości obrotowej wału napędzanego w stosunku do prędkości obrotowej wału napędzającego).
W zespołach samochodów stosuje się najczęściej przekładnie zwalniające, służące do zwiększania
momentu obrotowego, czyli przekładnie o przełożeniu większym od 1,0.
Skrzynka biegów
Jest to zespół składający się z kilku ( czterech lub pieciu i więcej ) przekładni zębatych o różnych
przełożeniach, z których każda zmienia w ściśle określonym stosunku moment obrotowy
uzyskiwany na wale napędowym w stosunku do momentu obrotowego na wale korbowym silnika.
Przekładnia bezpośrednia (bieg bezpośredni).W znacznej większości samochodowych skrzynek
biegów istnieje możliwość łączenia wału sprzęgłowego wprost z wałem głównym, związanym z
wałem napędowym. Jest to tzw. przekładnia bezpośrednia lub bieg bezpośredni, po włączeniu
którego skrzynka biegów przekazuje moment obrotowy silnika wprost na wał napędowy, a
prędkości obrotowe wału korbowego i wału napędowego są jednakowe lub inaczej, po włączeniu
biegu bezpośredniego skrzynka biegów pracuje jak zwykłe sprzęgło łączące wał korbowy z wałem
napędowym..
Nadbieg (przekładnia przyspieszająca) służy do zwiększania prędkości obrotowej wału
napędowego w odniesieniu do prędkości obrotowej wału korbowego, kosztem zmniejszenia w tym
samym stosunku przenoszonego momentu obrotowego. W nadbieg wyposaża się samochody
użytkowane w sprzyjających warunkach drogowych, przy niewielkich oporach ruchu (np. na
autostradach). Posługiwanie się nadbiegiem pozwala na zwiększanie prędkości jazdy bez
podwyższania prędkości obrotowej wału korbowego, co przy przebywaniu płaskich odcinków drogi
zapewnia znaczne oszczędności w zużyciu paliwa. Mechanizm nadbiegu stanowi albo dodatkową
przekładnię zębatą (zwykle planetarną), wbudowaną za skrzynką biegów z przełożeniem
bezpośrednim, albo jedną z przekładni w skrzynce biegów (np. zamiast biegu bezpośredniego).
Synchronizator
Jest to urządzenie służące do wyrównywania prędkości obwodowych pary sprzęganych kół
zębatych, bezpośrednio przed ich zazębieniem. Zasada działania synchronizatora polega zazwyczaj
na wstępnym sprzęganiu zazębianych kół zębatych za pomocą elementów ciernych, które ślizgając
się po sobie doprowadzają do wyrównania prędkości obwodowych kół, po czym dopiero zęby
jednego koła wsuwają się pomiędzy zęby drugiego koła. Synchronizacja biegów w skrzynkach
przekładniowych ułatwia przełączenie biegu i zapobiega jednocześnie występowaniu zgrzytów oraz
uszkodzeniom kół zębatych przy nieumiejętnym włączaniu biegu.
Przekładnia planetarna
Jest to zespół stale zazębionych ze sobą kół zębatych, składających się z koła słonecznego o
uzębieniu zewnętrznym, dwóch lub więcej satelitów ułożyskowanych na czopach osadzonych we
wspólnym koszyku oraz koła pierścieniowego (zewnętrznego), zazwyczaj o uzębieniu
wewnętrznym. Satelity są jednocześnie zazębione stale z kołem słonecznym oraz z kołem
pierścieniowym. Jeśli koszyk satelitów wiruje, a, koło słoneczne trwa w bezruchu (np. wskutek
zablokowania hamulcem), wówczas satelity toczą się po. wieńcu koła słonecznego, zmuszając koło
pierścieniowe do przekręcania się. W przypadku unieruchomienia koła pierścieniowego, satelity
obracając się na czopach wirującego koszyka i tocząc się jednocześnie po wieńcu koła
pierścieniowego, zmuszać będą koło słoneczne do przekręcania się. Podobnie wskutek
zablokowania koszyka satelitów, wirujące koło słoneczne zmusza koło pierścieniowe do wirowania
z określoną prędkością obrotową lub odwrotnie.
Dzięki przekładni planetarnej uzyskać można następujące przełożenia:
a) zablokowane koło słoneczne
b) zablokowane koło pierścieniowe
c) zablokowany koszyk satelitów
Przekładnia hydrokinetyczna
Jest to urządzenie służące do bezstopniowego zwiększania przenoszonego momentu obrotowego.
Najprostszą przekładnię hydrokinetyczną uzyskuje się przez wprowadzenie do sprzęgło
hydrokinetycznego trzeciego nieruchomego "wirnika" związanego z obudową, zwanego
kierownicą. Zmiana momentu obrotowego w przekładni hydrokinetycznej jest następstwem
wywoływania przez napór cieczy na łopatki kierownicy momentu reakcyjnego, który przejmuje
obudowa przekładni. Przekładnia hydrokinetyczna może przekazywać moment obrotowy tylko w
jednym kierunku, odpowiednio do kształtu łopatek wirników i kierownicy. Samochodowe skrzynki
przekładniowe zaopatruje się w przekładnie hydrokinetyczne, których kierownice osadzone są na
piastach związanych z wałem napędzanym za pomocą. sprzęgieł jednokierunkowych (tzw.
mechanizmów "wolnego koła"). Gdy wał napędowy zwalnia swą prędkość obrotową wskutek
wzrostu obciążenia zewnętrznego (np. gdy pojazd pokonuje wzniesienie), kierownica takiej
przekładni hydrokinetycznej jest nieruchoma i opiera się poprzez sprzęgło jednokierunkowe o
obudowę, dzięki czemu przekładnia zwiększa przenoszony moment obrotowy. Natomiast skoro
tylko czynny moment obrotowy na wale korbowym silnika wzrośnie lub obciążenie zewnętrzne
zmniejszy się tak, że powstanie niewielki choćby nadmiar czynnego momentu powodujący
przyspieszenie prędkości obrotowej wału napędowego kierownica odłącza się od obudowy i
zaczyna wirować z coraz większą szybkością, zgodnie z kierunkiem obrotu wirnika turbiny.
Kierownica usiłuje przy tym wyprzedzić wirnik turbiny, lecz prawie natychmiast zostaje
zatrzymana przez drugie sprzęgło jednokierunkowe. Od tej chwili kierownica wiruje wraz z
wirnikiem turbiny z jednakową prędkością obrotową, tworząc z nim jakby jedną całość, a
przekładnia hydrokinetyczna pracuje według zasady. sprzęgła hydrokinetycznego nie zmieniając w
ogóle przenoszonego momentu obrotowego. W przypadku powstania niedoboru czynnego momentu
obrotowego kierownica znów się zatrzymuje i opiera o obudowę. wskutek czego wzrasta
przekazywany moment obrotowy. Omawiane przedbiegi nieustannie powtarzają się podczas ruchu
samochodu, dzięki czemu skrzynka biegów wyposażona w przekładnię hydrokinetyczną
samoczynnie utrzymuje stan równowagi pomiędzy czynnym momentem obrotowym na wale
korbowym silnika a obciążeniem zewnętrznym na wale napędowym, zmieniającym się
odpowiednio do chwilowych oporów jazdy, co zapewnia płynne przyśpieszanie i opóz
nianie ruchu
samochodu.
Automatyczna skrzynka przekładniowa
Jest to samoczynna skrzynka biegów, składająca się zazwyczaj z przekładni hydrokinetycznej i
dwóch. lub trzech przekładni planetarnych. Zmiana biegów (włączenie poszczególnych przekładni)
odbywa się bez udziału kierowcy, którego zadanie ogranicza się jedynie do wyboru zakresu pracy
przekładni przez prze-sunięcie dz
wigni sterującej do określonego położenia lub naciśnięcie
odpowiedniego przycisku Charakterystyczne położenia sterowania oznacza się według norm SAE,
obowiązujących w USA. Typowa automatyczna skrzynka przekładniowa ma następujące zakresy
pracy:
P (parking)- unieruchomienie pojazdu na postoju (przekładnia spełnia rolę hamulca ręcznego);
N (neutral) - przekładnia nie przenosi napędu co umożliwia pracę silnika podczas postoju
samochodu;
D (drive) - przekładnia przenosi napęd (zwykłe . warunki ruchu pojazdu, np. jazda po autostradzie);
L (low) - przekładnia przenosi napęd przy zwiększonym całkowitym przełożeniu (trudne warunki
ruchu samochodu, np. jazda w mieście lub w terenie)
R (reverse) - przekładnia przenosi (napęd, a wał napędowy obraca się w odwrotnym kierunku (tylny
bieg).
wróć
Most napędowy
(encyklopedycznie) Zespół elementów nośnych i mechanizmów napędowych samochodu; spełnia
funkcję osi przejmującej przypadającą na niego część ciężaru samochodu i jednocześnie
doprowadza napęd od wału napędowego na koła jezdne; most napędowy składa się najczęściej ze
sztywnej obudowy, przekładni gł., mechanizmu różnicowego oraz półosi napędowych połączonych
z piastami kół napędowych; zależnie od sposobu zawieszenia kół napędowych buduje się mosty
napędowe sztywne (zawieszenie kół zależne) lub łamane, przegubowe (zawieszenie kół niezależne).
Przekładnia główna
Jest to przekładnia zębata wbudowana w moście napędowym, która w stałym stosunku zwiększa
moment obrotowy przekazywany na półosie kół napędowych i jednocześnie w tym samym
stosunku zmniejsza prędkość obrotową kół napędowych w odniesieniu do prędkości obrotowej
wału napędowego. Przełożenie przekładni głównej decyduje o szybkości maksymalnej, jaką może
w ogóle rozwijać samochód w sprzyjających warunkach ruchu.
Przekładnia główna stożkowa prosta
Stosowane wówczas, gdy przekładnię główną stanowi para stożkowych kół zębatych, których osie
obrotu przecinają się ze sobą. Koła mogą mieć zęby proste lub śrubowe.
Przekładnia główna stożkowa hipoidalna
Stosowane wówczas, gdy przekładnię główną stanowi para stożkowych kół zębatych, których osie
obrotu nie przecinają się ze sobą. Zastosowanie przekładni hypoidalnej pozwala na zbliżenie
podłogi nadwozia samochodowego do nawierzchni drogi, a zatem na obniżenie punktu ciężkości
pojazdu.