89
SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVEZRITA V NITRE TECHNICKÁ FAKULTA 1130687 NÁZOV FAKULTYNÁZOV VYSOKEJ ŠKOLY PRENOS ENERGIE V MOBILNÝCH PROSTRIEDKOCH

crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVEZRITA

V NITRE

TECHNICKÁ FAKULTA1130687

NÁZOV FAKULTYNÁZOV VYSOKEJ ŠKOLY

PRENOS ENERGIE V MOBILNÝCH PROSTRIEDKOCH

Page 2: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

2011 Jozef Tomči

Page 3: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVEZRITA V

NITRE

TECHNICKÁ FAKULTA

PRENOS ENERGIE V MOBILNÝCH PROSTRIEDKOCH

Bakalárska práca

Študijný program: Manažérstvo kvality produkcie

Študijný odbor: 2386700 Kvalita produkcie

Školiace pracovisko: Katedra kvality a strojárskych technológií

Školiteľ: Ing. Jozef Žarnovský,PhD

Nitra 2011 Jozef Tomči

Page 4: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Čestné vyhlásenie

Podpísaný Jozef Tomči vyhlasujem, že som záverečnú prácu na tému „Prenos

energie v mobilných prostriedkoch“ vypracoval samostatne s použitím uvedenej

literatúry.

Som si vedomý zákonných dôsledkov v prípade, ak uvedené údaje nie sú pravdivé.

V Nitre, 2011

Jozef Tomči

2

Page 5: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Poďakovanie

Touto cestou chcem poďakovať vedúcemu bakalárskej práce Ing. Jozefovi

Žarnovskému, PhD., za trpezlivosť, pripomienky a konštruktívnu kritiku, ochotu

a pomoc pri spracovaní bakalárskej práce.

3

Page 6: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

ABSTRAKT

Práca sa zaoberá charakteristikou častí automobilu (prevodové mechanizmy),

pomocou ktorých sa prenáša sila z motora až na hnacie kolesá, ale aj o mechanizmoch,

ktoré sa ešte len pomaly dostávajú na oči motoristickej verejnosti. K týmto mechanizmom

neodmysliteľne patrí aj riadiaca elektronika, ktorá sa aktívne podieľa na bezpečnosti jazdy

a pomocou informačného panelu informuje vodiča o stave vozidla a o možnom nebezpečí.

K najdôležitejším častiam automobilu pri prenose energie patrí spojka, prevodovka,

rozvodovka, diferenciál. Spojka slúži nato aby sa automobil dokázal rozbehnúť, radenie

rýchlostných stupňov, zastavenie vozidla. V súvislosti s veľkým rozmachom

automobilového priemyslu a jeho každodenného zásahu do života človeka sú kladené

mimoriadne požiadavky na hospodárnosť a ekologickú stránku prevádzky automobilu čiže

zníženie emisií výfukových plynov. K tomu výraznou mierou prispieva vývoj nových

prevodoviek, medzi ktoré patria plne automatické prevodoviek.

Kľúčové slová: spojka, prevodovka, diferenciál, rozvodovka, nápravy

4

Page 7: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

ABSTRAKT

The work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism)

through which it transmits power from the engine to the driving wheels, but also the

mechanisms that are still slowly coming on the motoring public eye. These mechanisms

inherently includes the control electronics, which is actively involved in driving safety and

using the information panel informs the driver of the vehicle and the possible danger.

The most important parts of the car during the energy transfer is clutch, gearbox,

final drive, differential. Clutch serves later to be able to start the car, shift gears, stop the

vehicle. With a large boom car industry and its daily intervention in human life are put

performance requirements and ecological site, thus reducing a vehicle's exhaust emissions.

This greatly helps the development of new gear, including fully automatic transmissions.

Key words: clutch, transmission, differential, final drive, axle

5

Page 8: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Obsah

ÚVOD...............................................................................................................................9

1 PREHĽAD O SÚČASNOM STAVE RIEŠENEJ PROBLEMATIKY...................10

1.1 Druhy pohonov.....................................................................................................10

1.1.1 Pohon predných kolies................................................................................11

1.1.2 Pohon zadných kolies..................................................................................12

1.1.3 Pohon všetkých kolies.................................................................................13

1.2 Spojky......................................................................................................................14

1.2.1 Trecie spojky..............................................................................................15

1.2.1.1 Suché trecie spojky.......................................................................15

1.2.1.2 Mokré trecie spojky......................................................................17

1.2.2 Hydrodynamická spojka.............................................................................19

1.2.2.1 Funkcia hydrodynamickej spojky................................................20

1.2.3 Elektromagnetická spojka..........................................................................21

1.3 Prevodovky..........................................................................................................22

1.3.1 Rozdelenie prevodoviek............................................................................23

1.3.2 Dvojhriadeľová prevodovky..................................................................... 25

1.3.3 Trojhriadeľová prevodovka.......................................................................26

1.3.4 Synchronizačný systém.............................................................................27

1.3.5 Planetové stupňové prevodovky...............................................................29

1.3.6 Polosamočinné prevodovky......................................................................30

1.3.7 Samočinné prevodovky.............................................................................31

1.3.7.1 Hydrodynamický menič momentu.............................................32

1.3.7.2 Prevodovka s priamym riadením DSG......................................33

1.3.7.3 Plynulé bezstupňové prevodovky..............................................35

1.4 Rozvodovka.........................................................................................................39

1.4.1 Stály prevod..............................................................................................39

1.4.2 Diferenciál.................................................................................................39

6

Page 9: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

1.4.2.1 Kužeľový diferenciál...................................................................40

1.4.2.2 Čelný diferenciál..........................................................................41

1.4.2.3 Otvorený diferenciál......................................................................42

1.4.2.4 Samosvorný diferenciál................................................................43

1.4.2.5 Medzinápravový diferenciál ........................................................45

1.5 Nápravy...................................................................................................................45

1.5.1 Náprava MacPherson...................................................................................46

1.5.2 Lychobežníková náprava.............................................................................47

1.5.3 Kyvadlová náprava......................................................................................48

1.5.4 Kľuková náprava........................................................................................49

1.5.5 Náprava De-dion..........................................................................................49

1.6 Spojovací hriadeľ....................................................................................................50

2 CIEĽ PRÁCE.................................................................................................................52

3 METODIKA PRÁCE...................................................................................................53

5 DISKUSIA.....................................................................................................................54

7 ZÁVER..........................................................................................................................56

8 POUŽITÁ LITERATÚRA..........................................................................................57

7

Page 10: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

ÚVOD

Prenos energie v mobilných prostriedkoch sa uskutočňuje mechanizmami, ktoré

sa nachádzajú medzi motorom a hnacími kolesami vozidla tzv. prevodové ústrojenstvo.

Prevodové ústrojenstvo musí spĺňať požiadavky na spoľahlivosť, životnosť, komfort

preraďovania, hlučnosť, hmotnosť a pod.

Úlohou prevodového ústrojenstva je zabezpečiť prenos výkonu od spaľovacieho

motora na pojazdné ústrojenstvo a súčasne umožniť zmenu celkového prevodového

pomeru medzi motorom a hnacími kolesami. Uzatvára otáčkovú medzeru, mení výkon

motora a točivý moment tak, aby bola čo najlepšie využitá ideálna charakteristika.

Prevodovka či už manuálna alebo automatická, slúži k voľbe prevodu otáčok motora na

otáčky kolies automobilu. V súčasnosti sa v automobiloch používa prevažne manuálna

synchronizovaná prevodovka (hlavne v európskych krajinách) a automatické prevodovky

majú  najväčšiu tradíciu v USA. V budúcnosti sa budú používať výlučne automatické

prevodovky a to z toho dôvodu že manuálne prevodovky už nedokážu plne konkurovať

a to z hľadiska rýchlosti preradenia a tvorbe emisií.

Prevodovka skutočných terénnych a niektorých nákladných vozidiel je vybavená

redukciou. To je prevod, ktorého zaradením môže vynásobiť prevodový pomer celej

prevodovky a zdvojnásobiť tak počet prevodových stupňov. Pre pohyb v náročnom teréne

a prevážanie ťažkých nákladov je takéto riešenie nevyhnutné.

Od osobných automobiloch sa v najbližšej dobe očakáva že sa bude stále znižovať

spotreba paliva, zníženie tvorby emisií, zlepšenie jazdného komfortu a dynamiky jazdy.

Mnohý výrobcovia vidia možnosť ako sa zviditeľniť a ponúknuť na trhu to najlepšie –

dosiahnuť jazdné vlastnosti šité na mieru každej skupine zákazníkov.

8

Page 11: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

1 Prehľad o súčasnom stave riešenej problematikyPrevodové ústrojenstvo motorového vozidla tvoria všetky časti spojujúce motor

s hnacími kolesami vozidla a ktorá uskutočňuje prenos točivého momentu alebo jeho

prerušenie k zmene jeho veľkosti alebo zmyslu.

Prevodové ústrojenstvo má pre spaľovacie motory dva úlohy:

1. uzavrieť otáčkovú medzeru ,

2. výkon motora a točivý moment motora meniť tak, aby bola čo najviac využitá

ideálna oblasť. (VLK,F 2003)

Prevodové ústrojenstvo pozostáva z pohyblivých a nepohyblivých častí:

ozubené kolesá,

hnacie hriadele kolies,

predlohové hriadele a hriadele ozubených kolies,

spojky,

homokynetické kĺby.

Medzi nepohyblivé časti patrí:

skriňa prevodovky,

nosné hriadele (nosníky),

pružné uloženia (silentbloky).

Podľa spôsobu prenosu točivého momentu motora rozoznávame tieto druhy prevodových

ústrojenstiev:

Pre krátkodobé prerušenie točivého momentu ( spojky)

Pre stále spojenie (spojovacie a kĺbové hriadele)

Pre zmenu veľkosti točivého momentu (prevodovky)

Pre rozdelenie hnacieho momentu na ľavé a pravé koleso (rozvodovky a

diferenciály) alebo medzi prednú a zadnú nápravu (rozdeľovacie

prevodovky,).medzinápravové diferenciály).(Vlk, F 2003)

1.1 Druhy pohonov

U osobných automobilov rozlišujeme pohon predných kolies, pohon zadných kolies

a pohon všetkých kolies (4X4). Od usporiadania pohonu nápravy a uloženia hnacieho

ústrojenstva sa odlišuje aj výsledné jazdné vlastnosti a schopnosti automobilu. Býva

pravidlom, že športovo orientované a luxusné značky využívajú práve pohon zadných

kolies s motorom uloženým vpredu. 9

Page 12: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

U terénnych vozidiel sa využíva predovšetkým pohon všetkých kolies z dôvodu

potrebnej vyššej trakcie pri prejazde náročným terénom. U zvyšných bežných áut sa

využíva pohon prednej nápravy s motorom uloženým vpredu hlavne z ekonomických

dôvodov konštrukčného riešenia.

1.1.1 Pohon predných kolies

V súčasnosti najrozšírenejší spôsob pohonu u osobných automobilov. Osem z

desiatich áut na svete má poháňanú prednú nápravu. V segmentoch A, B a C sa (až na

absolútnej výnimky, ako je Fiat Panda 4x4 alebo BMW radu 1) iné riešenie ani nepoužíva.

Jeho najväčšou výhodou je že tento druh pohonu je nenáročný na techniku jazdy hlavne pri

prejazde zákrutou kedy nehrozí šmyk.

Obr.1 Pohon všetkých kolies A- motor, B- poháňané kolesá(zdroj: www.wikipédia.sk)

Motor s prevodovkou sú spojené do jedného bloku. Tento druh pohonu prináša tieto

výhody:

- stabilita jazdy

- dobrá jazda v priamom smere (dobrý záber) pretože motor je tlačený

- väčší batožinový priestor

- menšie straty výkonu

Nevýhody oproti ostatným pohonom:

- väčšie zaťaženie prednej nápravy čo znamená nadmerné opotrebovanie pneumatík

- nedotáčavosť pri prejazde zákrutami

- nesprávne rozloženie hmotnosti

Hlavné dôvody celosvetovej nadvlády predného pohonu (aj v českých pomeroch

možno občas naraziť na skratku FWD z anglického front wheel drive) sú ekonomicko-

technické: v kombinácii s priečnym uložením hnacieho agregátu pred prednou nápravou

vyžaduje táto koncepcia menej priestoru a menší počet súčastí. V praxi to znamená lepšiu

vnútorný priestor a nižšiu cenu áut.

10

Page 13: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

1.1.2 Pohon zadných kolies

Zadný pohon (v prostredí RWD, rear wheel drive) dnes zostáva vyhradený pre

športové autá a luxusné modely značiek ako BMW, Mercedes-Benz alebo Lexus. Pohon

zadných kolies dáva automobilu najlepšiu možnú ovládateľnosť, dovoľuje ovládať jeho

správanie pri zatáčaní i plynovým pedálom.

Obr. 1 Pohon zadných kolies – A motor, B poháňané kolesá (zdroj: www.wikipédia.org)

Vďaka rozdeleniu úloh (predné kolesá zatáčajú, zadné poháňajú) sa do riadenia

neprenáša žiadny krútiaci moment, predná náprava sprostredkováva vodičovi lepšiu

spätnú väzbu od predných kolies.

Výhody pohonu zadných kolies sú:

- dobré trakčné vlastnosti

- výhodné rozloženie hmotnosti pri brzdení

- ľahké riadenie s malou ovládacou silou

Nevýhody takéhoto pohonu sú:

- strata trakcie na zlej vozovke (sneh, dážď)

Moderné elektronické programy jazdnej stability sa ale ukázali byť účinným liekom

na vrodené neduhy. Špecifické vlastnosti zadného pohonu dali dokonca možnosť vzniknúť

špeciálnej športovej disciplíne, zvanej driftovanie alebo drifting. Drifter súťaží v umení

prechádzať sústavy zákrut riadeným šmykom.(www.wikipédia.sk)

1.1.3 Pohon všetkých kolies

11

Page 14: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Čím viac poháňaných kolies, tým rovnomernejšie bude rozdelený krútiaci momentu

motora na jednotlivé pneumatiky - preto nemajú "štvorkolky" konkurenciu, pokiaľ ide o

akceleráciu na mokrej vozovke alebo schopnosť vystúpiť do zasneženého kopca. Osobné

automobily s pohonom 4x4 (nazývaný tiež 4WD alebo AWD z anglického All Wheel

Drive) dlho narážali na technické obmedzenia, najmä vysokú hmotnosť a veľmi

problematické jazdné vlastnosti - pre pohon s pevným rozdelením krútiaceho momentu

medzi nápravami v pomere 50:50 je typická extrémna nedotáčavosť čiže snaha "ísť rovno".

Obr. 2 Pohon všetkých kolies A-motor, B-poháňané kolesá, C-medzinápravový

diferenciál) (zdroj: www.wikipédia.org)

Pohon všetkých kolies možno rozdeliť na:

permanentný pohon všetkých kolies – neustále sú poháňané obe nápravy vozidla,

pričom medzinápravový diferenciál vyrovnáva rozdielne otáčky medzi prednou

a zadnou nápravou. Zabraňuje sa tým namáhaniu prevodového ústrojenstva

a opotrebeniu pneumatík. Permanentný pohon všetkých kolies využíva najmä

automobilka Subaru.

pripojiteľný pohon všetkých kolies - v prípade prekĺzu jednej hnacej nápravy sa

automaticky pripojí aj druhá hnacia náprava. Cez rozdeľovaciu prevodovku, ktorá

je pripevnená k prevodovke sa pomocou hriadeľov privádza krútiaci moment

k prednej a zadnej náprave. Prevodovka je navyše vybavená redukčným prevodom.

Diferenciály sú spravidla a terénnych automobiloch vybavené uzávierkou alebo

samozvernými diferenciálmi, ktoré zlepšujú terénne schopnosti automobilu.

(www.wikipédia.sk)

Pohon 4X4 prináša nasledovné výhody oproti pohonu 4X2:

- lepšie dynamické vlastnosti

- umožňuje rýchlejší (resp. bezpečnejší) prejazd zákrutou, pretože hnacia sila je

rovnomernejšie rozdelená na všetky kolesá čím sa zvyšuje bočná vodiaca

schopnosť kolies12

Page 15: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

- nútená rotácia kolies zabraňuje ich kĺzaniu na vodnej vrstve

Nevýhody pohonu 4X4:

- väčšia hmotnosť oproti pohonu 4X2

- vyššia spotreba paliva

- potreba väčšieho priestoru

- zvýšené náklady na prevádzku

Obr. 3 Prejazd zatáčkou rôznym pohonom kolies (zdroj: www.bmw.com)

1.2 Spojky

Typy spojok

Spojky používané vo vozidlách môžu byť rozdelené podľa niekoľkých kritérií.

Základný klasifikátor je spôsob vzájomného silového pôsobenia hnacie a hnanej časti a

spôsob ovládania.

Podľa vzájomného silového spojenia častí hnacej a hnanej rozoznávame tri druhy spojok:

a. trecie

- suché

- mokré

b. hydraulické

c. elektromagnetické

Podľa spôsobu ovládania delíme spojky:

a. ručne ovládané

b. samočinné

1.2.1 Trecie spojky

13

Page 16: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

1.2.1.1 Suché trecie spojky

Prenos krútiaceho momentu je zabezpečený trením častí hnacích a hnaných.

Kotúčové spojky bývajú spravidla suchého prevedenia, preto musia byť chladené

vzduchom. Z tohto dôvodu býva ich konštrukcia otvorená alebo je iba využitý kryt z

dôvodu izolácie od vonkajších nečistôt. Tieto spojky sú používané predovšetkým ako

rozbehové spojky pre automobily.

Konštrukcia trecej suchej spojky:

Hnaný kotúč je vyrobená z oceľového plechu, ktorý má zvlnený okraj. Toto

zvlnenie je dôležité pre pružnosť lamely, progresívny účinok síl pri stláčaní výrazne

zlepšuje funkciu pri rozjazde vozidla. Tento plech je prinitovaný na náboji, ktorý sa

pohybuje axiálne na drážkované hriadele prevodovky. Obojstranné obloženie je na plech

prinitované. Zapustenie nitov udáva maximálnu možnú veľkosť opotrebovania obloženia.

Pri prenosoch väčších výkonov sa spojka vybavuje ešte torznými pružinami, kedy

medzi nábojom a plechom s obložením je ďalší plech, prenos výkonu sa deje cez pružiny

umožňujúci malé pootočenie, ktoré v súčinnosti s trením medzi oboma plechmi (prídavné

trecie prvky) znižuje prenos rázov. Lamela nesmie vykazovať axiálnu hádzavosť, povolené

sú hodnoty okolo 0,05 - 0,07 .

Prítlačný kotúč je robustný liatinový alebo oceľový odliatok, ktorý je pripevnený s

klietkou spojky na zotrvačník motora. Jeho hmotnosť sa pripočíta k hmotnosti zotrvačníka,

ktorý o to môže byť ľahší. Prítlačný kotúč sa nemôže voči zotrvačníka otáčať, ale môže sa

pohybovať axiálne, čo je potrebné pre funkciu spojky. Trecie plocha sa rozdeľuje rovným

dielom medzi prítlačný tanier a zotrvačník. Prítlačnú silu vyvolávajú valcové pružiny,

umiestnené v komôrkach klietky spojky Táto konštrukcia je rozoberateľná a umožňuje

výmenu jednotlivých častí spojky.(www.skoda.panda.cz)

Rozdelenie suchých trecích spojok:

1. spojky s vinutými pružinami,

2. spojky s tanierovou pružinou,

3. spojky s membránovou pružinou .

Spojky s vinutými pružinami majú nepriaznivý priebeh silovej charakteristiky

podmienené prítlačnou silou, ktorá s opotrebením lineárne klesá. Kvôli tomu sa u novej

spojky musí stanoviť väčšia prítlačná sila aby sa zaistilo plné prenesenie krútiaceho

momentu aj po jej opotrebení. Okrem toho stúpa aj vypínacia sila na vypnutie spojky.14

Page 17: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

V súčasných spojkových systémoch sa u osobných automobilov tento druh spojky už

nepoužíva. Svoje uplatnenie ešte stále nachádza v poľnohospodárskych strojoch kvôli jeho

ľahkej opraviteľnosti.

Obr. 5 Spojka s vinutými pružinami (zdroj: www.skoda.panda.cz)

Spojka s tanierovou pružinou má pákový vypínací mechanizmus. Silová

charakteristika je však výhodnejšia rovnako ako silová charakteristika membránovej

pružiny. Tanierová pružina je napnutá a pôsobí tak, že prítlačný kotúč spojky je pritláčaný

na treciu plochu zotrvačníku a touto silou je vytváraný trecí moment cez, ktorý sa prenáša

krútiaci moment.

Obr. 6 Spojka

s tanierovou

pružinou(zdroj:

www.skoda.panda.cz)

Obr. 7 Spojka s membránovou pružinou (zdroj: www.corsaclub.sk)15

Page 18: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Spojka s membránovou pružinou súčasne zastupuje aj funkciu vypínacích pák.

Pre zlepšenie charakteristiky pružiny sú v nej vyrobené radiálne zárezy vychádzajúce zo

stredu. Na rozdiel od vinutej pružiny narastie prítlačná sila membránovej pružiny lineárna

s dráhou predpätia, ale má v pracovnej oblasti výrazné maximum. Tento priebeh prítlačnej

sily umožňuje pomerne značné opotrebenie obloženia bez toho aby došlo k zníženiu

potrebnej minimálnej prítlačnej sily. Pre svoj vhodný priebeh prítlačnej sily sa používa vo

väčšine automobilových spojok.( Kaplan, Zdeněk. Převodová ústrojí)

1.2.1.2 Mokré (lamelové) spojky

Lamelové spojky majú pre prenos krútiaceho momentu miesto jedného spojkového

kotúča viacerých kotúčov. Z dôvodu veľmi tenkého prevedenie kotúčov, sa kotúče

nazývajú lamely. Veľkou výhodou a dôvodom použitia lamelových spojok je možnosť

prenesenia veľkého krútiaceho momentu aj cez malý vonkajší priemer a menší merný tlak.

Hnacie lamely majú zvyčajne vonkajšie ozubenie a sú uložené proti otáčaniu v skrini

spojky. Hnané lamely majú zvyčajne vnútorné ozubenie a ozubením sú zaistené proti

otáčaniu na náboji hnaného hriadeľa. Tieto spojky sú prispôsobené na prevádzku za sucha

alebo za mokra. Prevádzkové prostredie je určené podľa materiálu trecích plôch lamiel a

podľa tepelného zaťaženia. Mazané spojky sú prevádzkované v uzavretej skrini, takže

chladenie aj mazanie olejom nerobí problémy.

16

Page 19: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Pre prenos krútiaceho momentu sú lamely vybavené drážkovaním. Nosné

drážkovanie môže mať rôzne profil. Vzhľadom k nižším nákladom sa často používa

rovnoboké a oblúčkového drážkovanie s ozubom. Ozuby sú spravidla zhotovované

lisovaním, pri väčších nárokoch na presnosť sa obrába. Pre väčšie zaťaženie je vhodné

použiť evolventné drážkovanie, ktorého výroba je však nákladnejšia.

Obr. 8 Typy nosného drážkovanie spojkových lamiel: A, B - rovnoboké s ozubom, C, D -

rovnoboké s drážkami, E, F - evolventné, G, H – oblučkové(Kaplan, Zdeněk. Převodová

ústrojí)

Lamely bývajú opatrené plošným drážkovaním. Môže byť zhotovené tak ako na obloženie,

tak aj na oceľovom plechu. Prednosť sa dáva drážkovanie na obloženie, ktoré sa dá lacno

zhotoviť lisovaním už pred spekaním na nosný plech. U nemazaných lamiel, kde

nedochádza k lepeniu, postačí drážky radiálne alebo tangenciálne, ktoré napomáhajú

ochladzovanie a odvádza oter zo stykových plôch. V určitých prípadoch môže vyhovieť aj

obloženie bez drážok.

U mazaných lamiel je plošné drážkovanie nevyhnutné. Člení stykovou plochu na

malé dielce, tým rozrušuje súvislý olejový film a obmedzuje lepenie lamiel. Používajú sa

prevedenie s drážkovaním krížovým, dvojitým tangenciálnom, dierkovaným, dvojito

špirálovitým, špirálovitým s tangenciálnym.(www.skoda.panda.cz)

17

Page 20: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Obr. 9 Plošné drážkovanie spojkových lamiel: A - radiálne, B - tangenciálny, C, E -

krížové, D - dvojité tangenciálny, F - dierkovanej, G - dvojito špirálové, H - špirálové

s tangenciálnym( Kaplan, Zdeněk. Převodová ústrojí)

1.2.2 Hydrodynamická spojka

Táto spojka sa od ostatných spojok líši tým, že nemá medzné stavy - nie je nikdy

úplne vypnutá a alebo úplne zapnutá. Prenos výkonu je realizovaný pomocou špeciálnej

kvapaliny, využíva sa trenie v kvapaline a dynamický účinok kvapaliny v lopatkovom

kolese. Spojka má samoreguláciu prenosu výkonu, ktorá je závislá na otáčkach.

Spojka (Obr. 10) sa skladá z rotora 1, je to vlastne špeciálne vytvarovaný zotrvačník 4 sa

skriňou s radiálnymi lopatkami 3 v zadnej

polovici dutiny. Druhá časť, hnaný rotor 2

má rovnaké lopatky a tento je nasadený na hnacom

hriadeli 5.

Obr. 10 Hydrodynamická spojka 1-rotor; 2- hnaný rotor; 3- radiálne lopatky; 4- zotrvačník;

5-hnací hriadeľ ( zdroj:www.skoda.panda.cz)

18

Page 21: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

1.2.2.1 Funkcia hydrodynamickej spojky

Zotrvačník s hnacím rotorom sa otáča v smere otáčania motora, špeciálna kvapalina

sa otáča rovnakým smerom a vnútorným trením v kvapaline sa krútiaci moment prenáša na

druhú polovicu spojky. Prenos výkonu trením v kvapaline je ale malý, viac sa využíva

dynamických účinkov kvapaliny. Odstredivá sila vytláča kvapalinu na vonkajší obvod a tá

preteká medzi lopatkami do hnaného rotora. Otáčky hnacieho rotora sú vždy vyššie ako

rotora hnaného a tak je odstredivá sila v pravej polovici rotora väčšia, dochádza k

cirkulácii kvapaliny v smere šípok. Prúdiaca kvapalina získava v rotore tangenciálnu

zložku pohybu, ktorá sa dynamicky prenáša do ľavej polo dutiny na hnaný rotor . V

prípade vyrovnania otáčok oboch rotorov by sa moment prenášal iba trením v kvapaline.

Tento prípad je ale málo pravdepodobný (pri čiastočnom výkone a jazde z kopca), pre

správnu činnosť je nutný rozdiel v otáčkach oboch polovíc, ktorý sa nazýva sklz. Sklz sa

zmenšuje s rastúcimi otáčkami, zároveň sa zvyšuje prenášaný moment. Ak beží motor

naprázdno, sklz je 100%. Aj tak však dochádza k určitému prenosu výkonu trením v

kvapaline, výstupný hriadeľ je nutné zabrzdiť mechanicky, inak dochádza k malému

prenosu výkonu na výstupné hriadeľ. Spojka sa teda nevypína ani nezapína, prenos výkonu

nastáva plynule sa zvyšujúcimi sa otáčkami motora. Prenos je plynulý bez rázov a

opotrebenia spojky (výnimkou je hydraulická kvapalina, ktorá sa raz za čas musí tiež

vymeniť). (Vlk, F 2000)

Prenos výkonu obráteným smerom (brzdenie motorom alebo roztlačenie vozidla) je

silne problematický a preto sa takáto spojka väčšinou dopĺňa spojkou trecou, ktorá je

potrebná aj pri preraďovaní rýchlostných stupňov v klasickej prevodovke.

Hydrodynamické spojky sa preto v bežných osobných automobiloch nerozšírili, používajú

sa iba v najluxusnejších vozidlách ako súčasť automatickej prevodovky, alebo

v špeciálnych vozidlách. Tu je hydrodynamická spojka riešená ako menič momentu a v

súčasnosti sa dopĺňa premostením, ktoré blokuje obe polovice proti vzájomnému pohybu

po zaradení patričného prevodu (eliminácia sklzu a tým zníženie strát). Hydrodynamická

spojka (dnes výhradne s meničom momentu) sa používa u ťahačov veľmi ťažkých

nákladov, kedy je rozjazd otázkou dlhých desiatok sekúnd, kde by trecej spojky zhoreli.

Rozdiel nie je len v čase rozjazdu, ale celkové plynulosti záberu, kedy sa ťahač s

hydrodynamickej spojky s meničom momentu rozbehne plynule bez trhania, zatiaľ čo

trecia spojka by spôsobila odskakovanie kolies z dôvodu neprimerane veľkých

prenášaných síl.(www. skoda.panda.cz)

19

Page 22: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Obr. 11 Prúdenie kvapaliny v hydrodynamickej spojke: 1- čerpadlo, 2- turbína, 3 –

skriňa prevodovky ( zdroj: Kaplan, Zdeněk. Převodová ústrojí )

1.2.3 ELEKTROMAGNETICKÁ SPOJKA

Spojenie medzi hnanou a hnacou časťou spojky sa dosahuje elektromagnetickými

účinkami medzi nimi. Koncom 50tich rokov sa rozšírili dva typy elektromagnetických

spojok:

Trecia spojka s elektromagnetickým prítlakom (Ferlec) Magnetická prášková spojka (Smith-Jaeger)

Spínač elektrického prúdu môže byť umiestnený v radiacej páke prevodovky, čím sa

dosiahne dvojpedálové ovládanie (vozidlo nemá spojkový pedál). Spojka systému Ferlenc

sa skladá z elektromagnetickej hlavy s vinutím, kotvového kotúče spojeného s prítlačným

kotúčom, pevného kotúče pripevneného na elektromagnetické hlave a trecieho kotúča . Na

prítlačnom kotúči je pripevnený zberací krúžok pre prívod prúdu a zberací krúžok pre

spätný tok na kostru.

Pri zastavenom motore alebo pri nízkych otáčkach je spojka vypnutá tlakom pružín

uložených medzi kotvovým a pevným kotúčom. Pri zvyšovaní otáčok sa pohybom

akceleračného pedála zmenšuje regulačný odpor, dynamo dodáva väčší prúd a spojka

zapína. S rastúcimi otáčkami sa zväčšuje prítlak.

Pri radení prevodových stupňov sa vysunutím radiacej páky zapne okruh ovládacieho

elektromagnetu, ktorým sa vypne prúdový okruh budenia elektromagnetu. Tým sa spojka

vypne a umožní sa radenie žiadaného prevodu. Pri stojacom motore možno krátkodobo

zapínať spojku prúdom s akumulátora a umožniť zabezpečenie stojaceho vozidla na svahu.

20

Page 23: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Prítlačná sila sa neprenáša na kľukový hriadeľ a nepôsobí axiálne sily v jeho uloženia pri

vypínaní spojky.

Trecia plocha je u práškových elekektromagnetických spojok medzi zotrvačníkom a

trecím kotúčom valcová. Trecie plochy sa však priamo nestýkajú. V medzere medzi nimi

je jemný železný prášok, ktorý navodzuje medzi oboma kotúčmi trenie, ak sa

prostredníctvom kefiek a zberných krúžkov zavedie elektrický prúd do budiacej cievky

uložené v zotrvačníka. Pri zopnutí prúdového okruhu vznikne magnetické pole, jemné

piliny sa navzájom spoja a priľnú a trecím plochám, takže zotrvačník s trecím kotúčom sa

otáča ako jeden celok. Trecí kotúč je kvôli zmäkčenie záberu radiálne odpružený vinutými

pružinami.( Vlk, F 2003)

Obr. 12elektromagnetická

spojka Ferlec: 1 -

elektromagnetická hlava s

vinutím, 2 - kotvový kotúč, 3

- prítlačný kotúč, 4 - pevný

kotúč, 5 - zotrvačník, 6 - trecí

kotúč (zdroj: Vlk,F 2003)

21

Page 24: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Obr. 13Prášková elektromagnetická spojka: 1 - vonkajší kotúč, 2 - vnútorný kotúč s

obvodovými pružinami, 3 - medzera s železnými pilinami, 4 - vinutia elektromagnetu, 5 -

zberacie krúžok a kefky pre prívod prúdu, 6 - zotrvačník, 7 - spojkový hriadeľ(zdroj: Vlk,F

2003)

1.3 PREVODOVKY

Prevodovka slúži k zmene prenášaného točivého momentu a jeho dlhodobému

prerušeniu ( neutrál) a ku zmene jeho zmyslu (spiatočka). Dosahuje sa toho prevodovým

ústrojenstvom, ktoré stupňovito alebo plynulo umožňuje zmenu prevodového pomeru.

Stupňové prevodovky sú buď prevodovky s ozubenými čelnými kolesami a

prevodovky s ozubenými planétovými kolesami. Rýchlostné stupne sa radia ručne. Pri

zmene jednotlivých rýchlostných stupňov sa následkom vypnutie spojky vždy preruší

prenos hnacieho momentu. To je nevýhoda pri jazde v stúpaní, najmä u nákladných

vozidiel.

Plynulé prevodovky umožňujú plynulú zmenu krútiaceho momentu automaticky.

Používajú sa najmä samočinné prevodovky s hydrodynamickým meničom, pričom

lamelové spojky umožňujú radenie bez prerušenia prenosu hnacieho momentu. Ich radenie

takmer odpadá.

Hlavným účelom prevodovky je umožniť zmenu prevodu medzi motorom a hnacími

kolesami tak, aby mal motor bez ohľadu na rýchlosť jazdy stále vysoké otáčky, pri ktorých

má plný výkon. pri jazde po rovine musí motor okrem strát v pohonným ústrojenstva

prekonávať len odpor valenia a odpor vzduchu. výkon motora sa pre automobil volí tak,

aby tieto odpory prekonával bez prevodu v prevodovke a vysoké otáčky sa využili na

dosiahnutie najväčšej rýchlosti. pri jazde do stúpania musí motor navyše prekonávať

tiažovej zložku vozidla, ktorá pôsobí proti smeru jazdy. Keďže sa motor nesmie

preťažovať a výkon motora už nestačí prekonávať všetky odpory, musí sa znížiť rýchlosť

vozidla, aby sa znížil odpor vzduchu a odpor valenia. Výkon motora klesá v závislosti na

znižujúcich sa otáčkach. Preto je potrebné zaradiť v prevodovke nižší rýchlostný stupeň,

aby sa opäť dosiahlo vysokých otáčok a tým plného výkonu motora, ktorý by stačil k

prekonávaniu zvýšených jazdných odporov.

Okrem toho musí prevodovka splniť rad ďalších požiadaviek. Prostredníctvom

spätného chodu musí umožniť cúvanie vozidla. Pri jazde zo svahu zabezpečuje brzdenie

vozidla motorom pri zaradení takéhoto rýchlostného stupňa, ktorým by sa do rovnakého 22

Page 25: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

svahu vychádzalo. Pri jazde mestom zabezpečuje nižší rýchlostný stupeň pružnejší jazdu,

pri menšej rýchlosti vozidlo dosahuje väčšiu akcelerácie, ľahšie predbieha pomalšie

vozidlá a je pohotovejšia pri prechádzaní križovatkami. Nakoniec musí prevodovka

umožniť voľný chod motora so zapnutou spojkou a stojacom vozidle. Všetky súkolia

prevodovky sa nastaví tak, aby hnací hriadeľ bol odpojený od hriadeľa hnaného a nastavil

sa neutrálne. (Vlk,F 2003)

1.3.1 Rozdelenie prevodoviek

Podľa druhu prevodov

1) Prevodovky s ozubenými kolesami

- prevodovka s jednoduchými prevodmi (dvoj hriadeľová prevodovka),

každý prevod do predných rýchlostných stupňov je vytvorený vždy iba

jedným hnacím a jedným hnaným kolesom s vonkajším čelným ozubením,

ktoré je uložené na príslušnom hnacom a hnanom hriadeli.

- prevodovka s dvojitými prevodmi (trojhriadeľová prevodovka) – každý

prevod je tvorený dvomi dvojicami kolies s vonkajším čelným ozubením,

uloženým na hnacom, hnanom a predlohovom hriadeli, ktoré svoju

vzájomnú polohu nemenia. Hnací a hnaný hriadeľ sú usporiadané za sebou

a predlohový hriadeľ je s obidvoma rovnobežný.

- planétová prevodovka – je tvorená ozubenými planetovými súkolesiami.

2) Reťazová prevodovka – vytvorená reťazovými kolesami a reťazami.

3) Remeňová prevodovka – prevody sú vytvorené remenicami klinovými remeňmi.

4) Trecia prevodovka

5) Hydrostatické prevodovky

6) Hydrodynamický menič – kvapalina uvedená do pohybu čerpacím kolesom

upevneným na hnacej časti meniča, pôsobí na turbínové koleso, upevnené na

hnanej časti meniča a ďalej na reakčné koleso. Prevodový pomer sa mení plynule

a samočinne. Podľa veľkosti krútiaceho momentu a jazdných odporov vozidla.

7) Elektrické prevody

Podľa spôsobu zmeny prevodového pomeru

- Stupňová prevodovka – prevodovka so stupňovitými zmenami prevodového pomeru. Sú

to prevodovky s ozubenými kolesami a reťazové prevodovky.

23

Page 26: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

- Plynulá prevodovka – prevodovka s plynulou zmenou prevodového pomeru. Sú to

prevodovky remeňové, trecie, hydrostatické, hydrodynamické meniče a elektrické

prevody.

- Trojstupňová prevodovka – umožňuje zaradenie troch rýchlostných stupňov dopredu

a jeden späť. Sú to prevodovky, ktoré majú menší počet rýchlostných stupňov, ktoré

stačia na dobré využitie výkonu motora v závislosti od rozsahu jeho otáčok a žiadaných

rýchlostí.

- Štvorstupňová prevodovka – umožňuje zaradenie štyroch rýchlostných stupňov pre

jazdu vpred a jeden rýchlostný stupeň späť. Jej usporiadanie sa v podstate zhoduje

s trojstupňovou prevodovkou. Odlišuje sa najmä tým, že má o jeden pár ozubených

kolies pre jazdu vpred viac. Na zadnom veku prevodovky býva na hnanom hriadeli

upevnené hnacie koliesko otáčkomeru.

- Päťstupňové prevodovky – umožňuje zaradenie piatich rýchlostných stupňov vpred

a jeden späť. Tieto prevodovky sa začali používať už aj v automobiloch Škoda Favorit

a používajú sa dodnes. (Garrett, T.K 2001)

Prevodovky podľa zasúvania rýchlostných stupňov

1. Prevodovka s priamym zasúvaním – je prevodovka so zaraďovaním rýchlostných

stupňov iba silou vodiča.

2. Prevodovka s nepriamym zasúvaním – je prevodovka so zaraďovaním rýchlostných

stupňov vodičom pomocným zariadením.

3. Samočinná prevodovka

1.3.2 Dvojhriadeľová prevodovka

Dvojhriadeľová prevodovka sa používa hlavne pri spojení so stálym prevodom v

jednej skrini, vstupné a výstupné hriadeľ nie je v rovnakej osi, čo mnohokrát umožní lepšie

vyriešiť prenos ku stálemu prevodu. Hnací a hnaný hriadeľ ležia na spoločnej spojnici.

Na obrázku 14 je päťstupňová plne synchronizovaná dvojhriadeľová prevodovka

vozidla Škoda Favorit s motorom a pohonom vpredu. Prevodovka je umiestnená vľavo od

motora.

Tu má každý prevodový stupeň svoje súkolesia a jeho prevodový pomer udáva prevod

daného stupňa. Spätný chod je umiestnený medzi I. a II. rýchlostným stupňom a radí sa

presunutím vloženého kolesa rovnako ako u trojhriadeľových prevodoviek. Piaty stupeň je

umiestnený najďalej od motora a je radený synchronizačnou spojkou na hnacom hriadeli.

24

Page 27: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Prenos na súkolesia stáleho prevodu je čelným súkolesím za ložiskom u I. rýchlostného

stupňa.(Vlk,F 2003)

Obr. 14 Päťstupňová dvojhriadeľová prevodovka s rozvodovkou Škoda Favorit (zdroj: Vlk, F 2003)

1 – skriňa spojky; 2 – hnací hriadeľ prevodovky; 3 – vypínacie ložisko spojky; 4 –

kužeľové ložisko hnacieho hriadeľa; 5 ,22 – koleso prvého rýchlostného stupňa; 6 –

spiatočka; 7,20 – koleso druhého rýchlostného stupňa; 8,19 – koleso tretieho rýchlostného

stupňa; 9,17 – koleso štvrtého rýchlostného stupňa; 10 – kužeľové ložisko; 11 – skriňa

prevodovky; 12 – veko prevodovky; 13,16 – koleso piateho stupňa; 14 – synchronizačná

spojka piateho stupňa; 15 – hnaný hriadeľ prevodovky; 18 – spojky tretieho a štvrtého

stupňa; 21 – synchronizačná spojky prvého a druhého rychl. stupňa; 23 – skriňa

rozvodovky; 24 – hnacie koleso stáleho prevodu; 25 – čap satelitov; 26 – satelity; 27 –

drážky pre zasunutie hnacích poloosí; 28 – kužeľové ložisko stáleho prevodu; 30 – hnané

koleso stáleho prevodu.

1.3.3 Trojhriadeľová prevodovka

25

Page 28: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Trojhriadeľová prevodovka sa vyznačuje súosovosťou vstupného a výstupného

hriadeľa, používa sa preto vo vozidlách s motorom vpredu a pohonom zadných kolies. Jej

výhodou je tzv. priamy záber, kedy sa vstupný a výstupný hriadeľ prepojí ozubenou

spojkou a bez prevodu (resp. s prevodom 1 bez ozubeného súkolesia) sa prenáša výkon

motora na poháňanej náprave.

Obr. 15 Trojhriadeľová prevodovka : 1 – hnací hriadeľ; 2 – predlohový hriadeľ; 3 –

hnaný hriadeľ (zdroj: VLK,F.2003)

Prvé súkolesie (zľava) na hnacom hriadeli 1 je v trvalom zábere a poháňa predlohový

hriadeľ. Prvé súkolesie od hnaného hriadeľa (sprava) je súkolesie I. rýchlostného stupňa a

smerom doľava pokračujú ďalšie dva rýchlostné stupne. Súčin prevodu súkolesia v trvalom

zábere a prevodu súkolesia každého stupňa je celkovým prevodom jednotlivých

rýchlostných stupňov. Priamy záber (IV. rýchlostný stupeň) sa radí prepojením hnacieho a

hnaného hriadeľa synchronizačnou spojkou u prevodu v trvalom zábere. Piaty stupeň je tu

rýchlobehom a je umiestnený až pri zadnej stene prístavby prevodovky. Spätný chod je

umiestnený medzi I. a II. prevodovým stupňom, prípadne až v prístavbe prevodovky a radí

sa zasunutím vloženého kolesa. Hnaný hriadeľ je predĺžený čo najviac to ide za účelom

skrátenia celkovej dĺžky spojovacieho hriadeľa, čím dlhšie je spojovacia hriadeľ, tým je

ťažšie a tým je viac problémov s vyvážením.(VLk, F 2003)

1.3.4 Synchronizačný systém

Synchronizačné zariadenia vyrovnáva rozdiel obvodových rýchlostí dvoch

ozubených kolies - hnacieho a hnaného - pred ich vzájomným spojením. Toto vyrovnanie

(synchronizáciu) zabezpečuje trenie kužeľových plôch ozubeného kolesa a synchronizačné 26

Page 29: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

spojky. Synchronizácia umožňuje nehlučné a rýchle radenie jednotlivých rýchlostných

stupňov. Väčšina dnešných prevodoviek má synchronizované všetky stupne s výnimkou

spätného chodu. U synchronizovaných prevodoviek sú všetky kolesá v stálom zábere a

kvôli tichosti majú šikmé ozubenie. Koleso beží bez rázov a ich chod je tichý.

Obr. 16 Synchronizačná spojka s pružne obmedzenou prítlačnou silou: 1 - ozubené koleso;

2- brzdový kužeľ; 3 – riadiaca objímka; 4 – gulička; 5 – náboj riadiacej objímky ; a) voľná

plocha; b) synchronizácia; c) zaradenie prevodového stupňa (zdroj: VLK, F.2003)

Náboj riadiacej objímky je spojený s radiacej objímkou prostredníctvom niekoľkých

pružne zaťažených guličiek. Guličky sú uložené v obvodovej drážke a vplyvom pružnej

prítlačnej sily zabraňujú samovoľnému posuvu radiacej objímky. Pri radení posúva

radiacej vidlice radiacej objímkou k ozubenému bicyklu. Brzdný kužeľ spojený s radiacej

objímkou je tlačený na trecí kužeľ spojkového telesa. vznikajúce trením sa vyrovnajú

otáčky. Doba radenia je závislá na prítlačnej pružné sile. Veľká prítlačná sila umožňuje

krátke prestávky pri radení, malá pružná sila potrebuje dlhšie prestávky. Pretože tento druh

synchronizácie vyžaduje určitú dobu dnes sa už nepoužíva. Všeobecne je zavedená tzv.

zaistená synchronizácia, ktorá nedovoľuje zaradiť ozubenie skôr, ako je synchronizácia

ukončená.

Problém tohto usporiadania je v rýchlosti radenia. Ak chceme zaradiť rýchlo,

zvýšime tlak na radiacu páku, čo vedie k skoršiemu prekonanie odporu guličkové poistky a

zahrnutie dôjde skôr než sa otáčky vyrovnajú. Radenie je hlučné a namáha ozubenie

synchronizačné spojky a kolesá. Z tohto dôvodu sa prešlo na synchronizáciu zaistenú, kde

dôjde k presunu ozubeného krúžku až po vyrovnaní otáčok ozubeného kolesa a hriadeľa.

27

Page 30: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Trecie krúžok je vyrobený ako samostatný diel, je teda voľne na hriadeli otočný. Jeho

otáčanie sa zabráni vyčnievajúcim zubom v ozubenom prstenci , o ktorý je opretá listová

pružinka , ktorá nahrádza guličkový ventil. Vyčnievajúce zub má úkos a trecie krúžok je

natočený proti ozubenie v telese spojky a tak bráni presunutie ozubeného venca na

ozubenie kolesa . Pri tlaku na radiacu páku trecie krúžok začína brzdiť ozubené koleso

radené rýchlosti, sila takto vzniknutá tlačí stále pružina na stranu a tak nedovolí jeho

natočenie, k tomu dôjde až po zablokovanie krúžku na kužeľové ploche ozubeného kolesa

(otáčky oboch častí sa vyrovnajú), kedy už sila listové pružiny zrovná všetky zuby do

jednej roviny, v tom okamihu dôjde k presunutiu spojky na bicykel a je zaradených.

Činnosť zaistené synchronizácia nie je závislá na veľkosti tlaku na radiacu páku, väčší tlak

umožní rýchlejšie a rovnako bezhlučné zaradenie.(Vlk,F 2006)

1.3.5 Planetové stupňové prevodovky

Planétové prevodovky umožňujú radenie prevodových stupňov pod zaťažením, tzn.

pri radení nedôjde k prerušeniu momentového toku. Planétové súkolesia majú proti

predošlým čelným súkolesiam rad výhod. Hnací moment privádzaný centrálnym kolesom

sa odovzdáva na niekoľko satelitov, takže v ozubenie pôsobia menšie sily a modul

ozubenia môže byť menšia. ložiská všetkých otočných častí okrem satelitov nie sú v

radiálnom smere zaťažená, pretože zaťažujúce sily pôsobia ako dvojica, čo však platí a pri

nepárnom počte satelitov. U vhodných typov planétových prevodov je veľmi dobrá

účinnosť. Priestor, v ktorom je uložené planétové súkolesie, je veľmi dobre využitý. Môžu

sa dobre preniesť aj vysoké otáčky. nevýhodou je len veľká zložitosť prevodovky a veľký

počet súčastí pri väčšom počte prevodových stupňov. Viac sa uplatňujú dvoj až

trojstupňové planétové prevodovky umožňujúce spätný chod, ktoré pracujú spoločne s

hydrodynamickou spojkou alebo s hydrodynamickým meničom. Radenie sa môže ovládať

buď poloautomaticky alebo automaticky a obsluha vozidla pri jazde sa sústreďuje iba na

riadenie a ovládanie akceleračného a brzdového pedálu. Ďalej sa planétové súkolesie

uplatňuje ako súkolesie diferenciálov v rozvodovkách, ako redukcia umiestnená v kolesách

hnacejnápravy.

28

Page 31: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

1.3.6 Polosamočinné prevodovky

Prevodovky, ktoré sú ovládané len radiacou pákou, nazývame poloautomatickej

prevodovky, resp. automatickej prevodovky so selektívnym radením prevodových stupňov.

Automobily s poloautomatickými prevodovkami môžu mať dvojpedálovú ovládaciu

sústavu, u ktorej je pedál spojky nahradený automatickým zariadením. Do skupiny

poloautomatických prevodoviek patrí tiež mechanické prevodovky, u ktorých je použité

elektropneumatické alebo elektrohydraulické radenie.

Dvojpedálové poloautomatické radenie musí zabezpečiť:

- automatické zapnutie spojky pri rozbehu vozidla;

- priebeh zapínania musí mať pozvoľný nábeh, po ktorom nasleduje dostatočne

rýchle zapnutie spojky;

- vypnutie spojky pri poklesu otáčok motora na hranicu otáčok behu naprázdno, toto

vypnutie musí byť rýchle;

- prerušenie silového toku medzi motorom a prevodovkou pri riadení prevodových

stupňov;

- pri vypnutej spojke nesmú počas radenia stúpnuť otáčky motora;

- parkovanie motora pri stojacom vozidle

Prevodovky so sekvenčným riadením

Prevodovky so sekvenčným (postupným) radením sa začali objavovať u vozidiel

formuly 1 na prelome osemdesiatych a deväťdesiatych rokov. Od tej doby sa rozšírili aj do

automobilov ďalších kategórií. U osobných automobilov sa začali používať v roku 1997

(napr. Ferrari F 355 F1). Základ tvorí klasická "mechanická" prevodovka s čelným

ozubenými kolesami a samočinne ovládané trecia kotúčová spojka.

Pre model M3 od modelového roku 1997 ponúka firma BMW alternatívu

sekvenčného radenia. Rýchlostné stupne sa u tejto prevodovky neradí v klasickom schéme

H, ale v rade za sebou priamym pohybom voliacej páky. Šesťstupňová prevodovka SMG

(Sequentille M Getriebe) bola vyvinutá firmou BMW v spolupráci s firmami Fichtel &

Sachs a Getrag. Základ tvorí štandardné šesťstupňová prevodovka BMW M3, doplnená

radom servomechanizmov a elektronickou riadiacou jednotkou) radenie prebieha

elektrohydraulicky). Prevodovka SMG je síce ťažšie, ale umožňuje radenie bez ubratia

"plynu". Pri radení na nižší rýchlostný stupeň elektronika chráni motor pred pretočením aj

29

Page 32: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

po vodičovej chybe a uľahčuje radenie samočinným dávkovaním tzv. medziplynom. Vo

vozidle chýba spojkový pedál, pretože činnosť kotúčovej spojky je úplne samočinná.

Vozidlo sa rozbehne jednoduchým zošliapnutím akceleračného pedálu. Vodič môže voliť

buď plne samočinné radenie E (ekonomy) ako s bežnou planétovou samočinnou

prevodovkou, alebo postupné radenie S (šport) voliacou pákou. Zaradený prevodový

stupeň sa zobrazuje na displeji pod stupnicou otáčkomera na prístrojovej doske.(Vlk, F

2003)

1.3.7 Samočinné prevodovky (automatické)

Samočinné prevodovky zjednodušujú obsluhu vozidla, pretože radenie prevodových

stupňov sa deje automaticky. Vodič však aj pri automatickom radení musí mať možnosť

zásahu do automatizovanej činnosti, napríklad pri prudkom klesaní možnosť zaradiť nižší

stupeň pre dosiahnutie účinného brzdenia motorom alebo pri predbiehaní, kedy je potrebné

rýchlo zaradiť najvýhodnejšej prevodový stupeň. Okrem toho musia automatické

prevodovky spĺňať aj ďalšie požiadavky, medzi ktoré patria:

- blokovanie prevodového ústrojenstva pri parkovaní

- uvoľnenie uviaznutého vozidla striedavým riadením prevodových stupňov;

- naštartovanie motora len pri neutrálnej alebo parkovacej polohe;

- plynulý rozjazd vozidla;

- plynulé riadenie prevodových stupňov;

- pri rýchlom a úplnom otvorení škrtiacej klapky karburátora musí byť zaradený nižší

prevodový stupeň, ktorý umožňuje vyššiu akceleráciu;

- pri behu motora naprázdno nesmie dochádzať k samovoľnému pohybu vozidla.

Samočinné prevodovky sú stupňové (hydrodynamický menič v kombinácií

s ozubenými, najčastejšie planétovými prevodmi), alebo plynulé.

Do riadenia automatickej prevodovky môže vodič ručne zasahovať pomocou voliacej

páky. Riadenie v automatických prevodovkách prebieha samočinne na základe predvoľby

režimu.

Najčastejšie polohy páky:

P- parkovanie

R- revers (spätný chod)

N- neutrál ( spustenie motora)

30

Page 33: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

D- drive ( normálna jazda)

L- low ( jazda do kopca)

Používa sa aj nasledovné označenie:

P- parkovanie

R- revers( spätný chod)

N- neutrál (spustenie motora)

D- drive (normálna jazdy)

3- 1 až 3 rýchlostný stupeň

2- 1 a 3 rýchlostný stupeň

1- len 1 rýchlostný stupeň

Vodič môže mať možnosť zvoliť medzi dvomi prípadne troma riadiacimi

programami ( ekonomický / športový / zimný program ).(Vlk,F 2003)

1.3.7.1 Hydrodynamický menič momentu

V princípe ide o hydrodynamickú spojku doplnenú reakčným členom. Reakčná člen

slúži na usmernenie prúdu kvapaliny z turbíny do lopatkového kolesa(čerpadla) alebo

naopak. Častejšie býva prvý prípad, pretože je reakčný člen blízko osi výstupného hriadeľa

a nie je zložité ho spojiť so stojacou skriňou. Moment na výstupnom hriadeli sa rovná

momentu motora a momentu reakčného kolesá. Lopatky vo všetkých kolách nie sú

radiálne, ale vhodne zakrivené.

Čím viac sa lopatky zakrivia, tým väčšie znásobenie momentu sa dosiahne. Každá

teória ale má svoje medze a tak sa v praxi dosahuje iba 2 - 3násobného znásobenia

momentu. Na obrázku je znázornený priebeh prúdenia v násobič momentu. Pretože nie je

hydrodynamická spojka schopná prenosu výkonu obráteným smerom, je doplňovaná

trecou spojkou, ktorá je ovládaná automaticky. Menič potom pracuje bez sklzu. Takto je

umožnené brzdenie motorom a prípadné roztlačenie vozidla. Blokovanie meniča sa

používa aj pri jazde vpred pre zníženie strát, blokujú sa väčšinou len najvyššie prevodové

stupne.

Na obrázku 18 je znázornený hydrodynamický menič momentu a pohyb kvapaliny

v ňom, ktorý je naznačený šípkami.(www.skoda.panda.cz)

31

Page 34: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Obr. 17 Hydrodynamický menič momentu 1-pohon od motora, 2- čerpadlo, 3- turbína, 4- reakčný člen, 5- voľnobežka, 6- skriňa prevodovky, 7- výstupný hriadeľ (zdroj: www.skoda.panda.cz)

1.3.7.2 Prevodovka s priamym riadením DSG

Prevodovka pod názvom DSG sa zakrátko po uvedení na trh stala pojmom. Skratka

DSG vznikla z anglického ekvivalentu (Direct Shift Gear) alebo nemeckého slova

Direktschaltgetriebe. Systém bol navrhnutý firmou BorgWagner (USA, Michigan)

a pôvodne sa označoval názvom DualTronic. Ak si niekto myslí, že prevodovka DSG

predstavuje prevratnú novinku je na veľkom omyle. Je to oprášený koncept (1938)

paralelnej prevodovky s dvojitou spojkou, ktorý spája výhody manuálnej a automatickej

prevodovky.

Základ prevodovky DSG vychádza z (trojhriadeľovej) šesťstupňovej manuálnej

prevodovky. Dvojica viaclamelových spojok umožňuje, aby boli v prevodovke naraz

zaradené dva prevodové stupne. Pri zrýchľovaní automobil akceleruje z nižšieho

prevodového stupňa a v okamihu, keď otáčky motora dosiahnu potrebnú hodnotu sa v

prevodovke zaradí predpripravený vyšší rýchlostný stupeň. Lamelová spojka však až do

okamihu preradenia zostáva rozopnutá. Zopne sa až v okamihu preradenia a v rovnakom

okamihu sa rozopne spojka nižšieho rýchlostného stupňa. Pri spomalení sa rýchlostné 32

Page 35: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

stupne pripravujú a radia v opačnom poradí, pričom pri prudkom spomalení je možné

preradenie aj o viac rýchlostných stupňov naraz. Tento spôsob preraďovania býva

označovaný aj ako tzv. preraďovanie pod plynom. Podstatnou výhodou takéhoto systému

je, že nedochádza k prerušeniu prenosu krútiaceho momentu z motora na hnané nápravy

automobilu. Zmeny prevodových stupňov prebiehajú mäkko a hladko. Preradenie z

jedného rýchlostného stupňa na druhý trvá prevodovke DSG približne 0,3 – 0,4 sekundy a

preradenie o viac rýchlostných stupňov naraz cca 1 sekundu.

Konštrukcia DSG

Prevodovka disponuje dvoma hydraulickými spojkami, ktoré pomocou dvoch

hnacích hriadeľov ovládajú vždy 1., 3., 5. rýchlostný stupeň a spätný chod (spojka 1) alebo

2., 4. a 6. rýchlostný stupeň (spojka 2). Pri radení je už predvolený ďalší rýchlostný stupeň,

ale ešte nie je zaradený. V priebehu troch až štyroch stotín sekundy sa jedna spojka otvára,

kým druhá sa spína.

Takýmto spôsobom prebieha proces radenia pre vodiča takmer nepozorovane a bez

prerušenia hnacej sily. Vďaka inteligentnej riadiacej elektronike prevodovky, je možné

oproti klasickej 6-stupňovej manuálnej prevodovke dosiahnuť približne o 10 % nižšiu

spotrebu paliva. Prevodovku DSG môže vodič ovládať manuálne alebo automaticky.

Automatický mód má k dispozícii okrem vyslovene komfortnej charakteristiky aj výrazne

športový program.

Obr. 18 6-stupňová prevodovka typu DSG (zdroj: www.autorubrik.sk)

33

Page 36: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

V roku 2008 sa na trhu objavila aj 7-stupňová prevodovka DSG. Sedemstupňová

prevodovka má hmotnosť iba 70 kilogramov, čo je o 23 kg menej a využíva iba

dvojlamelovú suchú spojku. Prevodový mechanizmus sa skladá z ovládacieho modulu

Mechatronics, v ktorom je elektronická ovládacia jednotka, elektrické hydraulické

čerpadlo, 1,1 litra oleja a snímač otáčok motora. Samotná prevodovka sú vlastne dve

prevodovky v jednom obale. V prvej sú rýchlostné stupne 1, 3, 5 a 7, v druhej 2, 4, 6 a

spiatočka. V oboch dokopy je ešte 1,7 litra oleja. Na konci je dvojlamelová spojka so

samostatným ovládaním každej lamely pre každú polovicu rýchlostných stupňov. Samotné

fungovanie je podobné ako v šesťstupňovej DSG. Pri zrýchľovaní je naraz zaradená

jednotka aj dvojka, vo vhodnom okamihu sa prepnú spojky a kým auto ide na dvojke,

polovica prevodovky už má nachystanú trojku a tak ďalej. Používatelia tejto prevodovky

iste poznajú otáčanie v obmedzenom priestore. Manévrovanie dopredu  a dozadu prebieha

veľmi rýchlo, pretože aj vtedy sa prepínajú iba spojky, zaradená je totiž naraz  jednotka aj

spiatočka.(www.autorubrik.sk)

1.3.7.3 Plynulé bez stupňové prevodovky

Bez stupňové prevody, čiže prevod s nekonečne veľkým počtom prevodových

stupňov, je najvýhodnejším riešením prevodoviek pre automobily. Problém je ale v tom, že

sa takáto prevodovka nedá vyrobiť s ozubenými kolesami, pretože zatiaľ nikto neprišiel s

riešením ako za chodu plynule meniť ich počet. Prevodovky s plynulo meniteľným

prevodom sa preto rieši ako prevodovky trecej, kde sa využíva zmeny priemerov rotačných

Obr. 19 7-stupňová prevodovka typu DSG (zdroj: www.autorubrik.sk)34

Page 37: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

častí hnacieho a hnaného hriadeľa. Medzi vojnami sa u malých vozidiel skúšalo

použitie trecích prevodov, ktoré boli výrobne lacnejšie než prevodovky s ozubenými

kolesami. Problémom bola nízka životnosť a schopnosť prenosu malého výkonu, čo však

pre vozidlá s výkonom okolo 10 - 15 kW stačilo. Najklasickejším príkladom použitia

bezstupňového prevodu je variátor, ktorý je tvorený dvoma pármi kužeľových kolies

(remeníc), medzi ktorými je klinový remeň. Odďaľovaním a približovaním oboch polovíc

remeníc klinový remeň opisuje zakaždým iný polomer a tým sa mení prevodový pomer.

(www.my-gti.com)

CVT z anglického Coutinuously Variable Transmission, priebežne meniteľný

prevod) je počítačom riadená plynulá prevodovka, ktorej základom je variátor. Tento

variátor sa skladá z dvoch delených klinových remeníc (hnacie a hnané), z ktorých každá

je tvorená dvoma oceľovými kužeľovými kotúčmi. Jeden kotúč je vždy nepohyblivý,

druhý dovoľuje axiálne posuv. Axiálnym posuvom kužeľových kotúčov sa zväčšujú alebo

zmenšujú činnej polomery klinových remeníc. Tým je dosiahnuté plynule sa meniaceho

prevodového pomeru.

Obr. 20 Prevodovka typu CVT (zdroj: www.rb-kwin.bosch.com)

Krútiaci moment sa z hnacej na hnanú remenicu prenáša ohybným oceľovým

remeňom. Tento remeň sa skladá z veľkého množstva oceľových článkov navlečených na

dvoch ohybných oceľových prstencoch. Každý s týchto prstencov je tvorený niekoľkými

na seba položenými tenkými pásmi hrúbky 0,1 mm. Krútiaci moment je prenášaný tlakom

z jedného článku na druhý.

35

Page 38: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Obr. 21 Remeň prevodovky CVT (zdroj: www.autolexikon.net)

Prejav automobilu s prevodovkou CVT je trochu odlišný od klasických

automatických prevodoviek. Vodič síce na voliči nájde známej symboly (P, R, N, D), ale

hneď po rozjazde je niečo trochu inak. Motor sa vytočí do optimálnych výkonových otáčok

a tieto otáčky držia. Automobil síce stále zrýchľuje, ale otáčky motora vôbec nekolísajú.

Pri tomto režime sa totiž plynulo mení prevodový pomer a umožňuje tak držať konštantnú

(optimálne) otáčky motora. Po akceleráciu otáčky padajú a po chvíľke si elektronika nájde

optimálny prevodový pomer. Ďalej sa automobil s prevodovkou CVT chová ako klasický

automat.(www.autolexikon.net)

Bezstupňová prevodovka Multitronic

Bezstupňová prevodovka multitronic je vo svojej podstate elektronicky riadený

variátor. Prvý krát sa objavila v modeloch Audi A6 (A6 Avant) v roku 1999 v kombinácii

so zážihovými šesťvalcami s objemom 2,4 a 2,8 l. Na rozdiel od iného známeho

variátorového systému CVT (Continuously Variable Transmission), použil Multitronic rad

vylepšených prvkov, okrem iného špeciálnu článkovú reťaz, ktorá je schopná prenášať aj

veľmi vysoké výkony, resp. točivé momenty, čo svojho času výrazne limitovalo nasadenie

variátorov do vozidiel vyšších tried s výkonnými motormi.

Multitronic v dobe uvedenia na trh prekonal všetky dovtedy známe samočinné

prevodovky mimoriadne širokým rozpätím prevodových pomerov. O zmenu prevodového

pomeru sa stará špeciálne navrhnutý dvojitý hydraulický piest, ktorý reaguje veľmi rýchlo

a presne na pokyny riadiacej elektronickej jednotky. Tá zhromažďuje a porovnáva celý rad

prevádzkových dát a informácií.

36

Page 39: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Elektronický riadiaci systém bezstupňovej prevodovky multitronic napríklad navolí

“ťažký” výsledný prevod pri pokojnej jazde ustálenou rýchlosťou cez 60 km/h. Vďaka

tomu sa stane jazda veľmi hospodárnou. Ak však vodič prudko zošliapne pedál plynu až k

podlahe, riadiaci procesor bleskovo navolí v prevodovke ľahký prevodový pomer, aby sa

motor mohol rýchlo dostať do vysokých otáčok, kde dáva maximálny výkon. Príjemným

doplnkom automatickej prevodovky multitronic je možnosť manuálne “radiť” šesť pevne

definovaných virtuálnych rýchlostných stupňov. Pre manuálnu voľbu virtuálnych

prevodových stupňov môže vodič využiť dva integrované kolískové spínače na volante.

(Vlk, F 2006)

Prevodovka Extroid CVT

Princíp prevodovky Extroid CVT je už starý, ale firma Nissan, ktorá odstránila sklz

pri mazanie prevodu a tak prevodovka môže prenášať vysoké krútiace momenty až 400N

m. Táto prevodovka je určená pre motory s objemom okolo 3,0 litrov.

U tejto prevodovky nie je plynulá zmena prevodu vykonávaná pomocou remeníc, ale

zmenu vykonáva originálny mechanizmus, ktorý je dvojitý z dôvodu prenosu veľmi

vysokého krútiaceho momentu. Krútiaci moment sa od motora vstupuje do prevodovky cez

menič momentu (1), cez ktorý sa prenáša na hriadeľ, ktorá unáša dva kónické kotúče (7),

ktoré majú tvar toroidu. Z týchto kotúčov sa krútiaci moment prenáša pomocou kladiek (3)

so špeciálnymi ložiskami na protiľahlej kotúča (4). Tieto disky majú medzi sebou

umiestnené ozubené koleso, ktoré unáša, ktoré už pomocou kardanové hriadele prenáša

krútiaci moment na hnacie kolesá (5). Ďalšou časťou prevodovky je olejové čerpadlo (3)

pomocou. A potom je tu ešte mechanizmus pre spätný chod (2).

Obr. 22Prevodovka extroid CVT (zdroj: www.caroto.gr)

37

Page 40: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

1.4 Rozvodovka

Rozvodovka sa skladá sa súkolesia stáleho prevodu a diferenciálu, u klasickej

koncepcie s motorom vpredu a pohonom zadnej nápravy je umiestnená na zadnej náprave

mimo prevodovku. Ak je motor u hnané nápravy, zlučuje sa rozvodovka do jedného dielu s

prevodovkou.

Obr.23 Rozvodovka (zdroj: www Kaplan, Zdeněk. Převodová ústrojí).

1.4.1 Stály prevod

Účelom stáleho prevodu (obvykle je to kužeľové súkolesie) je zväčšenie momentu

privedeného z prevodovky (zmenšenie otáčok) a rozvedení hnacieho momentu na hnacie

kolesá vozidla. Veľkosť otáčok a hnacieho momentu sa mení stálym prevodom tak, aby pri

zaradení priameho záberu alebo rýchlobehu v prevodovke a pri najvyšších otáčkach

motora mala hnacie kolesá potrebné otáčky a dostatočnú hnaciu silu na dosiahnutie

najväčšej rýchlosti automobilu. (Vlk, F 2003)

1.4.2 Diferenciál

Diferenciál je prevodové ústrojenstvo, ktoré samočinne umožňuje vykonávať

rozdielne otáčky ľavého a pravého hnacieho kolesa, respektíve prednej a zadnej nápravy

motorového vozidla s pohonom oboch náprav. Uplatňuje sa v prípade, ak vykonávajú

obidve kolesá alebo nápravy rozdielnu dráhu, napr. jazda v zákrute alebo jazda na klzkej

ceste. Diferenciál tiež zabezpečuje rovnomerne rozdelenie krútiaceho momentu na obidve

kolesá.

Pri použití diferenciálu je odstránená situácia, kedy by jedno alebo aj obe kolesá

hnacej nápravy prechádzala zákrutu šmykom. U vozidiel s pohonom všetkých štyroch

kolies je diferenciál na oboch nápravách hnaných kolies a ešte väčšinou býva jeden naviac, 38

Page 41: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

ktorý je umiestnený medzi nápravami, tento medzinápravový diferenciál má za úlohu

rozdeliť hnaciu silu medzi prednú a zadnú nápravu.(Vlk,F 2000)

Výhody diferenciálu

- lepšia priľnavosť vozidla k povrchu vozovky

- lepšia stabilita a ovládateľnosť vozidla

- znižuje opotrebenie pneumatík

Nevýhody diferenciálu

- v diferenciálu dochádza k treniu ozubených kolies, čo ma za následok nižšiu

spotrebu vozidla alebo nižší výkon

- ak sa jedno koleso vozidla nachádza na vozovke s nízkym koeficientom trenia

(ľad, prach, voda) a druhé na vozovke s vysokým koeficientom trenia (beton,

asfalt) môže dôjsť k tomu že jedno koleso (to na ľade) sa bude pretáčať. Tento

problém sa rieši uzávierkou diferenciálu.(www.autolexikon.net)

1.4.2.1 Kužeľový diferenciál

Kužeľový diferenciál má vyrovnávacie súkolesie vytvorené z kužeľových kolies s

priamymi zubami. Nosnú časť celého ústrojenstva tvorí klietka diferenciálu, ktorá je

priskrutkovaná na hnané koleso stáleho prevodu – na tanierovom kolese. Hnacia náprava

automobilu má dva hnacie hriadele kolies. Hnací hriadeľ je na jednom konci spojený s

kolesom vozidla a na druhom konci je pripevnené planétové koleso diferenciálu. Medzi

planétovými kolesami sú na čape uložené dve alebo štyri kužeľové ozubené kolesá –

satelity.(www.zavolantom.eu)

39

Page 42: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Obr. 24 Kužeľový diferenciál 1-tanierové koleso, 2-klietka diferenciálu, 3-pastorok, 4-

planétové koleso, 5-satelit (zdroj: www.autorubrik.sk)

1.4.2.2 Čelný diferenciál

Čelný diferenciál sa skladá z čelných ozubených kolies. Podobne ako diferenciál

kužeľový je tvorený pastorkom a klietkou diferenciálu, ktorá je pripevnená na tanierové

koleso. Satelity a centrálne (planétová) kolesá majú čelné ozubenie. Usporiadanie kolies je

ale rozdielne. Satelit nie je v zábere s oboma centrálnymi kolesami, ale polovica satelitu

zaberá s jedným centrálnym kolesom a druhá polovica s druhým satelitom, ktorý je v

zábere s druhým centrálnym kolesom. Diferenciál má dva páry satelitov, ktoré sú

vzájomne pootočené o 180 º. Princíp je rovnaký ako pri kužeľovom diferenciáli.

Obr. 25 Čelný diferenciál (zdroj: www.autorubrik.sk)

1.4.2.3 Otvorený diferenciál

Otvorený diferenciál je najrozšírenejším typom v súčasných motorových vozidlách.

Je tvorený obyčajne klietkou s dvoma voľne otočnými kužeľovými ozubenými kolesami,

ktoré zaberajú do ozubených kolies na výstupných hriadeľoch. Celá klietka je poháňaná od

prevodovky. Privádzaný krútiaci moment sa tak rozdeľuje na oba výstupy vždy rovným

dielom.

Otvorený diferenciál nikdy neposkytne jednému výstupu väčší moment než

druhému, bez ohľadu na rozdiel ich otáčok, prekĺžu alebo zaťaženia kolies. Pokiaľ dôjde k

zníženiu adhézie jedného kolesa natoľko, že začne preklzávať, zníži sa jeho odpor proti

otáčaniu a tým aj privádzaný moment. To má však za následok aj okamžité zníženie

40

Page 43: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

momentu o rovnakú hodnotu na druhom nepreklzujúcom kolese. Obe kolesá tak tiahnu

menej, jedno síce prešmykuje a točí sa výrazne rýchlejšie, ale momenty a ťažné sily oboch

kolies sa naďalej rovnajú. Zníženie ťažnej sily jedného kolesa sa tak prejaví dvojnásobne a

celkový ťah autá výrazne poklesne. To je nevýhoda otvoreného diferenciálu.

(www.autorubrik.sk)

1.4.2.4 Samosvorný diferenciál

Vlastnosti diferenciálu sú dané jeho mechanickou účinnosťou, (stratami vznikajúcimi

vzájomným pohybom jeho hlavných dielov – ozubených kolies). Bežný súmerný

diferenciál s  kužeľovými alebo čelnými kolesami a priamymi zubami má pomerne vysokú

účinnosť a môže preto deliť krútiaci moment takmer v pomere 1:1. Aby mohol na jednu

stranu prenášať výrazne viac ako 50% privádzaného momentu, musí mať nižšiu účinnosť

(resp. vyššiu svornosť).

Samosvorné diferenciály sa delia:

- diferenciály s obmedzenou svornosťou (tzv. LSD)

- diferenciál typu Torsen

- samosvorný diferenciál s lamelovou spojkou

Samosvorný diferenciál s obmedzenou svornosťou LSD (Limited Slip Differential):

Každý samosvorný diferenciál vychádza konštrukčne (okrem Torsen) z bežného

štandardného kužeľového diferenciálu. Ako je vidieť dole na obrázku, medzi obidva

prítlačné kotúče (pressure ring) je umiestnený krížový hriadeľ (pinion), satelity

kužeľového prevodu (pinion gear) a samotné centrálne kolesá (side gear) poháňajúce

hnacie hriadele. Za každým prítlačným kotúčom je umiestnených niekoľko trecích lamiel

(clutch plate), striedavo uchytených napevno ku klietke diferenciálu (vonkajšie) a k

centrálnemu kolesu (vnútorné). V okamihu, keď na diferenciál začne pôsobiť sila motora,

začne sa celé telo diferenciálu otáčať a s ním aj krížový hriadeľ uložený v drážkach

prítlačných kotúčov, ktoré majú trojuholníkový tvar, vďaka ktorému sú vplyvom

pôsobiacej sily obidva prítlačné kotúče tlačené od seba proti telu diferenciálu. Takto

vzniknutý tlak pôsobí na trecie lamely, ktoré sú týmto pritláčané jedna k druhej. To

spôsobí, že poháňané kolesá sú postupne uzamykané dohromady v závislosti na sile

dodávanej motorom. Tento jav obmedzuje prekĺz kolies pri rýchlom prejazde zákrutou a

rovnomerne prenáša silu na kolesá pri akcelerácii. Aj v prípade brzdenia poskytuje LSD

väčšiu trakciu, menší bočný posun a ľahšie zatáčanie.

41

Page 44: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Podľa výrobcov máme rôzne typy LSD diferenciálov a všeobecne sú rozdeľované na

diferenciály tzv. jednocestné, čiastočne dvojcestné a dvojcestné. Toto označenie

reprezentuje konštrukciu (druh) drážky prítlačných kotúčov, v ktorých je uložený krížový

hriadeľ kužeľového súkolesia diferenciálu. Jednocestným diferenciálom sa rozumie

konštrukcia zamykajúca hnané kolesá len v jednom smere, pri akcelerácii. Dvojcestný

diferenciál naopak zamyká hnané kolesá v oboch smeroch. Pri akcelerácii a aj

deakcelerácii. Čiastočne dvojcestný diferenciál je v podstate rovnaký ako diferenciál

dvojcestný s tým rozdielom, že miera uzamknutia kolies je pri deakcelerácií menšia, ako

pri akcelerácii. Poskytuje väčšiu stabilitu pri brzdení.(www.autorubrik.sk)

Samosvorný diferenciál typu Torsen

Funkcia tohto diferenciálu využíva vlastnosti závitovkového prevodu, ktorý môže

prenášať krútiaci moment zo závitovky na závitovkové koleso, ale nie naopak. U

diferenciálu Torsen sú závitovky planétovými kolesami a satelity tvoria tri dvojice

závitovkových kolies malého priemeru. Satelity tej istej dvojice sú vzájomne spojené

čelnými kolesami s priamymi zubami a každý zaberá s jedným planétovým kolesom. Pri

priamej jazde a rovnakej adhézii kolies sa otáča diferenciál ako celok, otáčky klietky a

oboch planétových kolies sú rovnaké a na každé koleso sa prenáša rovnaký hnací moment.

Ak sa zhorší (zmenší) adhézia jedného kolesa (napr. vplyvom menšieho zaťaženia

alebo klzkosti), nemôže sa pretáčať, pretože nie je možný prenos otáčavého pohybu zo

satelitov na planétové koleso ako u čelného alebo kužeľového diferenciálu. Vďaka

svornému účinku sa ale zväčší podiel hnacieho momentu pripadajúceho na koleso s lepšou

adhéziou. Naopak v zákrute ani zvýšená svornosť neobmedzuje vyrovnávaciu činnosť

diferenciálu a obidve kolesá sa otáčajú (valia) po ceste otáčkami zodpovedajúcimi ich

dráhe. Svornosť, resp. mechanická účinnosť diferenciálu závisí od geometrie závitového

ozubenia. Konštrukčné riešenie Torsen sa využíva ako nápravový aj medzinápravový

diferenciál. Svorného účinku sa dosahuje trením v skrutkovom ozubení planétových kolies

a satelitov.(www.autorubrik.sk)

42

Page 45: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Obr. 27 Diferenciál typu TORSEN (zdroj: www.diopan.cz)

 Samosvorný diferenciál s trecou lamelovou spojkou

Obr. 28 Diferenciál s lamelovou spojkou ( zdroj: www.diopan.cz)

Samosvorný diferenciál s lamelovou spojkou, má svorný účinok až 35%, to znamená

že zvyšuje podiel krútiaceho (hnacieho) momentu pripadajúci na nepreklzujúce koleso tej

istej nápravy o túto hodnotu. Funkciu uzávierky diferenciálu plní lamelová spojka. Jedná

sa o viaclamelovú spojku, kde jedna sada lamiel (vonkajšie) je spojená s klietkou

diferenciálu a druhá sada (vnútorné) je spojená s centrálnym kolesom. Ak sa lamely

pritlačia k sebe, napevno sa tým spoja obidva hriadele dohromady a diferenciál je uzavretý.

Lamely sú k sebe stlačované hydraulicky. Pri strate adhézie na jednej z náprav dôjde k

43

Page 46: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

pretočeniu hriadeľov voči sebe, je zvýšený tlak v hydraulickom okruhu stláčacím lamely k

sebe, a tým dôjde k čiastočnému alebo úplnému zablokovaniu diferenciálu. Tlak je

vytváraný axiálnym čerpadlom. Veľkosť tlaku je regulovaná elektronikou podľa

aktuálnych podmienok.

1.4.2.5 Medzinápravový diferenciál

Medzinápravový diferenciál sa používa v automobiloch s pohonom všetkých kolies.

Tieto automobily majú k tomu ešte dva diferenciály na každej náprave. Pohon druhej

nápravy môže byť zapínaný manuálne alebo je permanentný. V dnešnej dobe je väčšinou

využívaný spôsob samočinného zapínania, za pomoci viskóznej spojky. Medzinápravový

diferenciál býva konštruovaný symetrický alebo častejšie a vhodnejšie nesymetrický, kedy

sa pomer prenášaných momentov rozdelí v pomere zaťaženie náprav. Zvýšenie svornosti

pri medzinápravovom diferenciále sa rieši niekoľkými spôsobmi. Okrem závitovkového

(Torsen) diferenciálu sa používa aj spomínaný diferenciál s viskóznou spojkou alebo

kombinácia viskóznej spojky s hydraulickým brzdením – spojka Haldex.

Spojka Haldex je vybavená elektronickým systémom, ktorý napomáha rýchlosti jej

funkcie. Nejde o diferenciál v pravom slova zmysle, ale o spojku, ktorá na základe rozdielu

otáčok kolies prednej a zadnej nápravy pripája k trvalému pohonu prednej nápravy aj

pohon nápravy zadnej s možnosťou určitého prekĺzu.

1.5 Nápravy

Zmyslom náprav je niesť váhu vozidla a prenášať ju na kolesá. Nápravy tiež zaisťujú

prenos hnacích, brzdných a bočných síl medzi kolesom a rámom (karosérií) vozidla.

Umožňujú odpruženie auta pomocou pružín, ktoré sú uložené medzi nápravami a

karosériám vozidla.

V súčasnosti sa používajú najmä tieto druhy nezávislého zavesenia kolies:

PN (Predná Náprava)

- náprava MacPherson (teleskopická vzpera a spodné trojuholníkové rameno)

- lichobežníková náprava (dvojica priečnych trojuholníkových ramien)

ZN (Zadný Náprava)

- kyvadlová uhlová náprava (trojuholníkové ramená so šikmou osou kývania)

- kľuková náprava (pozdĺžna ramená s priečnou osou kývania)

44

Page 47: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

- torznou kľuková náprava (spriahnuté náprava)

- De Dion (kombinácia kyvadlovej a tuhej nápravy)

ZN + PN

- viacprvková (koleso je zavesené na viac (až piatich) ramenách)

1.5.1 Náprava MacPherson

Náprava MacPherson je odvodená od lichobežníkové nápravy, horné rameno je však

nahradené posuvným vedením. To má oproti lichobežníkové náprave výhodu v získaní

väčšieho priestoru napríklad pre uloženie agregátu či batožinového priestoru. Spodné

rameno nápravy býva trojuholníkové.

Obr. 29 Kinematická schéma zavesenia typu MacPherson (zdroj: www.autolexikon.net)

Vedenie vo vzpere je konštruované ako hydraulický tlmič. Takéto riešenie si

vyžaduje oveľa tuhšie a pevnejšie konštrukciu tlmiča. Piestnica je kvôli väčšiemu

priečnemu zaťaženiu oveľa silnejšie ako u iných typov náprav. K zamedzeniu nežiaduceho

trenie piest-valec a piestnica-vedenie sa často skrutková pružina ukladané šikmo alebo

býva horné ložisko uložené do mäkkého gumeného lôžka.(www.autolexikon.net)

Kinematické body nápravy MacPherson sú znázornené na obrázku 29. Pól klopenie

kola P a klopenie karosérie S leží vždy nad rovinou vozovky. Pri prepružení nápravy a

naklápanie karosérie mení kolo hodnotu odklonu. Táto zmena vytvára gyroskopický

moment, ktorý spôsobuje kmitanie volantu a nepokoj riadenia. Vibrácie konania vzniká

predovšetkým išli ústrojenstva budenie frekvenciou blízkou jeho vlastnej.

45

Page 48: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Obr. 30 Náprava MacPherson (zdroj: www.mercedes-benz.com)

1.5.2 Lichonežníková náprava

Lichobežníková náprava je tvorená horným a dolným trojuholníkovým ramenom. V

priemete do priečnej zvislej roviny táto ramená tvoria lichobežník, odtiaľ vznikol názov

nápravy. Konce oboch ramien sú spojené čapom, na ktorom je uložené koleso.

Pri prepružení lichobežníkové nápravy dochádza k zmene odklonu kolesa,

zbiehavosti kolies aj zmene rozchodu kolies. Všetky tieto zmeny majú nepriaznivý vplyv

na jazdné vlastnosti automobilu, vhodnou voľbou geometrie ramien však môžeme tieto

nepriaznivé vplyvy minimalizovať. Napríklad ak ležia okamžitý stred klopenia kola P

ďaleko od kolesa, potom pri prepružení vznikajú len malé zmeny odklonu a rozchodu

kolies, čo je dobré pre jazdné vlastnosti. Pre malé výchylky sa pohyb kolesa určí opísaním

kružnice z bodu P do stopy kolesa. Bod S je stred klopenia karosérie. Pre osobitný prípad

rovnobežných ramien, je stred klopenie kola P v nekonečne a stred klopenia karosérie S

leží na vozovke.

Obr. 31 Kinematická schéma lychobežníkovej nápravy (zdroj: www.autolexikon.net)

Pre zachytenie síl pôsobiacich v stope vozidlá sa používajú trojuholníkové ramená,

ktoré sú uložené v gumových puzdrách. Spodné rameno je zaťažované viac, preto je

robustnejšie konštrukcie. Vozidlové pružiny sú väčšinou uložené na spodnom ramene,

pretože spodné rameno vzhľadom k svojej väčšej dĺžke koná pri prepružení menšie uhlové

46

Page 49: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

pohyby, pružina tak môže byť pevne votknuté do ramena. Ak by bola pružina uložená na

hornom ramene, musela by byť uložené kĺbovo, aby nevznikalo príliš veľké vydutie

pružiny pri jej stlačení. Výhodou lichobežníkové nápravy je možnosť veľmi nízke stavby v

porovnaní s nápravou MacPherson alebo s tuhou nápravou. Jej konštrukcia je však

nákladnejšie, a preto sa najčastejšie používa na predných nápravách vozidiel vyšších tried.

Náprava zaručuje dobré jazdné vlastnosti.(www.autolexikon.net)

Obr. 32 Lichobežníková náprava BMW X6 (zdroj: www.bmw.com)

1.5.3 Kyvadlová náprava

Kyvadlová náprava má spoločný základ s kľukovou nápravou, ale na rozdiel od

kľukovej nápravy má kyvadlová náprava hodia os kývania oboch ramien. Bicykel je

uchytené pomocou vidlicového ramena, ktoré je uchytené prostredníctvom gumených

blokov do karosérie. Aj v tomto prípade hovoríme o tzv. nezávislom odpruženie. Táto

konštrukcia nápravy sa používa ako zadné hnacie či hnaná, nemožno ju však použiť ako

nápravu riadiaci. Pri prepružení kyvadlovej nápravy vzniká zmena odklonu a rozchodu

Obr. 33 Kyvadlová uhlová náprava BMW radu 3 1- vinutá pružina, 2- horná opera pružiny,

3- tlmič, 4- stabilizátor, 5- rozvodovka, 6- kĺby poloosi, 7- vlečné rameno, 8- úchop

vlečného ramena, 9- nápravnica ( zdroj: autolexikon.net)

47

Page 50: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

1.5.4 Kľuková náprava

Kľuková náprava má pozdĺžna ramená s priečnou osou kývania. Dnes sa tento typ

nápravy najčastejšie používa pre nepoháňané zadnej nápravy. Hlavnou výhodou kľukovej

nápravy je jej priestorová nenáročnosť a konštrukčné jednoduchosť. Diely nápravy

nezužujú podlahu zadnej časti vozidla, preto môže byť podlaha kufra veľmi nízko. Takéto

riešenie je vhodné najmä pre automobily typu kombi s veľkými piatymi dverami. Až na

výnimky je uloženie ramien realizované pomocou gumených ložísk. S ohľadom na

minimalizáciu relatívnych pohybov ramien voči karosérii, minimalizáciu prenosu vibrácií a

hluku je dobré veľkosť síl v uložení nápravy znížiť vhodnou geometriou ramien.

Kľuková náprava s prepojenými ramenami je z kinematického hľadiska

prechodom medzi kľukovou nápravou (nezávislým odpružením) a tuhou nápravou

(závislým odpružením). Priečka je ohybovo pomerne tuhá. Spojovacím prvkom je

väčšinou otvorený U-profil, ktorý sa pri následnom prepružení nedeformuje. Naopak pri

protichodnom prepružení kolies zadnej nápravy je priečka torzne namáhaná a vlastne

nahrádza torznou stabilizátor. Ak by bola priečka posunutá do stredov kolies, potom by

takéto prevedenie získalo vlastnosti tuhej nápravy.(www.autolexikoln.net)

Obr. 34 Kinematická schéma kľukovej nápravy ( zdroj: www.autolexikon.net)

1.5.5 Náprava De dion

Poháňané tuhej nápravy majú veľkú hmotnosť neodpružených častí (tzn. zhoršenie

jazdných vlastností pri prejazde nerovností). Túto hmotnosť možno znížiť oddelením

pohonu nápravy od mosta nápravy, ako je tomu práve u nápravy De Dion. Náprava De

Dion svojou konštrukciou spája prednosti nezávislého zavesenia kolies (malá neodpružená

hmota) a tuhej nápravy (nepremennej postavenie kolies vzhľadom k vozovke i vzájomne).

Tento typ nápravy prvýkrát použil gróf De Dion v roku 1896.

48

Page 51: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Kolesá nápravy De Dion sú spojené tuhým nosníkom, čo zaručuje ich postavenie.

Tento tuhý nosník je priečne zasadať v ráme alebo karosérii pomocou Panhardskaj tyče,

alebo Wattovým priamovod, čím sú zachytené bočné sily. Rozvodovka nie je umiestnená

na tuhej náprave, ale je pevne spojená s rámom alebo karosériou a je teda súčasťou

odpružených hmôt. O prenos krútiaceho momentu sa starajú kĺbové hriadele, ktorých

hmotnosť sa len čiastočne pripisuje k neodpruženým hmotám. Oproti tuhej náprave má

náprava De Dion nižšia neodpružené hmoty, aj preto ju používa (používala) séria

športových vozidiel.(www.autolexikon.net)

Obr. 35 Náprava De-Dion Alfa 75 (zdroj: www.alfabb.com)

Na obrázku je náprava De Dion automobilu Alfa Romeo 75. Kolesá sú spojené tuhým

priečnym nosníkom vedenou pod rozvodovkou a dvoma šikmými ramenami. Šikmá

ramená sú uchytené na karosérii (resp. pomocnom ráme) a zabezpečujú pozdĺžne zriadenie

nápravy. Priečne zriadenie nápravy je realizované Wattovým priamovodom. Kotúčové

brzdy sú umiestnené priamo u rozvodovky, čo spôsobuje ďalšie zníženie neodpružených

hmôt.

1.6 Spojovací hriadeľ

Spojovací hriadeľ, ľudovo zvaný kardan, slúži k prepojeniu prevodovky a

rozvodovky v prípade klasickej koncepcie alebo pohonu 4x4. Skladá sa z oceľovej rúrky a

dvoch kusov krížových kĺbov na každej strane. U rozvodovky sa pripevňuje prírubou kĺbu

pevne k prírube rozvodovky, u prevodovky letmo pomocou drážkovaného hriadeľa, ktorá

umožňuje posuvný pohyb z dôvodu vyrovnania zmeny rázvoru náprav pri prepružení.

Spojovací hriadeľ by mal byť čo najkratší, jeho veľká dĺžka zhoršuje možnosť vyváženia.

Ak nie je možné inými prostriedkami skrátiť dĺžku spojovacieho hriadeľa, rozdeľuje sa na

dve časti zhruba v polovici dĺžky a v tomto mieste sa vytvorí na karosérii uloženie s

49

Page 52: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

valivým ložiskom, do ktorého sa konce hriadeľov uloží. Je to ďalšie komplikácia

predražujúca výrobu, pretože je nutné použiť ďalšie dva krížové kĺby.

Obr. 36 Princíp krížového kĺbu (zdroj: Vlk,F 2000)

Krížové kĺby majú jednu nepríjemnú vlastnosť, a to že sa počas otáčky pri vyklonení mení

ich uhlová rýchlosť dvakrát za otáčku tým viac, čím je väčší uhol vyklonení (uhol

vyklonení nemôže byť ľubovoľný, maximálna výchylka činí asi 30 °, potom sa prudko

zhorší prenos výkonu ). Z tohto dôvodu musí byť použité kĺby vždy dvaja natočené voči

sebe tak, aby sa ich uhlovej rýchlosti navzájom rušia. Ak koná zadná náprava len malý

pohyb vzhľadom na vzdialenosť od prevodovky a neprenáša sa veľký výkon, je možné

miesto kĺbov použiť gumené bloky, ktoré svojou pružnosťou rozdiel v uhlovej rýchlosti

utlmí. Ak je pohyb nápravy voči prevodovke nesouosý (koná aj príliš veľký pohyb do

strán), je nutné miesto krížových kĺbov použiť kĺby rovnobežné , čiže homokinetické (obr.

36). Rovnobežný kĺb vznikne tak, že sa dĺžka spojovacieho hriadeľa skráti takmer na nulu,

teda dva krížové kĺby sú tesne pri sebe a ich nominálna os pretína uhol výchylky oboch

kĺbov. Klietka kĺbu (spojovací hriadeľ) teda koná nerovnomerný otáčavý pohyb, ale

vstupné a výstupné hriadele sa otáčajú rovnomerne.(Vlk,F 2000)

Obr. 37 Spojovací hriadeľ (zdroj: Vlk,F 2000)

50

Page 53: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

2 Cieľ práce

Prevodové ústrojenstvo motorových vozidiel je tvorené všetkými časťami vozidla,

ktoré spájajú motor s hnacími kolesami vozidla a podieľa sa tak na prenosu točivého

momentu od motora na hnacie kolesá vozidla. Musí umožniť podľa okamžitej potreby

točivý moment prenášaný na kolesá krátkodobo aj dlhodobo prerušiť, zmeniť veľkosť

prípadne aj zmysel otáčania hnacích kolies.

Z toho dôvodu je mojím cieľom popísať a zhodnotiť systémy, ktoré umožňujú

prenos energie na hnacie kolesá.

51

Page 54: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

3 Metodika práce- Súčasný stav riešenej problematiky

- Pohon automobilu

- Popis najpoužívanejších spojok a ich rozdelenie

- Popis najpoužívanejších prevodoviek a ich rozdelenie

- Diferenciál

- Hlavné druhy náprav

- Zhodnotenie získaných poznatkov – diskusia

- Záver

52

Page 55: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

4 DISKUSIA

Vzhľadom na rastúce nároky na komfort, znižovanie spotreby paliva a emisií CO2

a stále prísnejšie emisné predpisy sa urýchľuje vývoj elektronických riadiacich jednotiek

pre prevodovky. Spoločnosť Bosch, najväčší systémový dodávateľ automobilového

priemyslu na svete, má vo svojom portfóliu pre tento odbor elektronické a hydraulické

komponenty pre riadenie stupňových samočinných prevodoviek, bezstupňových

prevodoviek (CVT = Continuously Variable Transmission), dvojspojkových prevodoviek a

automatizovaných mechanických prevodoviek.

Prevodovky CVT nachádzajú uplatnenie v najrôznejších druhoch automobilov od

malých vozidiel až po SUV a sú vhodné tak pre zážihové, ako aj pre vznetové motory

alebo hybridné pohony. Dodnes prebieha neustály vývoj tohto inovačného druhu

prevodovky, v ktorého rámci sa zvyšuje prenesiteľný točivý moment a účinnosť.

Kombináciou moderných prevodoviek CVT a zážihových a vznetových motorov s

priamym vstrekovaním a menším zdvihovým objemom sa dá dosiahnuť ďalšie zníženie

spotreby paliva a emisií.

Spoločnosť Mazda vyvinula novú automatickú prevodovku SkyActiv-Drive, ktorá

kombinuje výhody konvenčnej automatickej prevodovky, plynule meniteľný prevodový

pomer a dvojitú spojku. Dramaticky rozšírený rozsah uzávierky zvyšuje účinnosť meniča

momentu, zvyšuje účinnosť prenosu krútiaceho momentu a poskytuje pocit priamej jazdy,

ktorý je porovnateľný s manuálnou prevodovkou. Nová prevodovka SkyActiv-Drive

znižuje spotrebu paliva o sedem percent v porovnaní so súčasnou automatickou

prevodovkou. Manuálna prevodovka SkyActiv-MT je predovšetkým ľahká a kompaktná,

so zníženým vnútorným trením, ktorá rovnako prispieva k nižšej spotrebe paliva. Jej

kompaktné rozmery umožňujú vytvoriť efektívne rozmery vozidla.

Naplnenie vízie ideálu osobného automobilu (ale aj úžitkových, či autobusov) je

jasne formulované v zrozumiteľných prívlastkoch :príťažlivý vzhľad, elegancia,

individuálny štýl,

vynikajúca ovládateľnosť za každých podmienok, pohodlie a ergonomika priestoru,

komfort a variabilnosť používania, bezpečnosť, ekologická kompatibilnosť a prijateľná

cena. Vízia je výzvou pre inovátorov, aby uplatnili inovačný potenciál nových vedeckých a

technických poznatkov, tak ako generácie inžinierov doteraz.

53

Page 56: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

Inovácie, u ktorých sa predpokladá zavedenie v blízkej budúcnosti sú už v

základných rysoch sformované vo výskumných programoch významnýchautomobiliek

resp. výrobcov komponentov. Časový horizont komercionalizácie je skôr technologickým

alebo ekonomickým faktorom.

Základné inovačné prúdy sú:

Intenzifikácia elektronizácie a mechatronikyprakticky vo všetkých častiach

automobilu: inteligentné (automaticky reagujúce nazmeny) motory, svetlá,

prevodovky,podvozky, sedadlá , náhrada mechanických väzieb pri riadení

(tzv.riadenie po drôte),senzory pre uľahčenie riadenia a zvýšenia bezpečnosti.

Telematika využitie princípu satelitnej navigácie pre lokalizáciu, plánovanie cesty,

napojenie do komunikačných sietí, riadenie rýchlosti a odstupov, privolanie pomoci

pri haváriách a iné.

Alternatívne pohony zásadnou inováciou je používanie palivových článkov pre

novú generáciu elektromobilov. V prechodnom období sa uplatnia kombinované

pohony (klasicky spaľovací motor a plyn resp. batéria).

Aplikácie nových materiálov veľký inovačný potenciál predstavujú ultrapevné

ocele, ľahké kovy, kompozitné plasty, konštrukčná keramika a iné technické

materiály.

54

Page 57: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

5 Záver

Činnosť prevodových mechanizmov je korigovaná obrovským počtom podporných

snímačov a logických obvodov čím sa zvyšuje bezpečnosť a plynulosť cestnej premávky,

ale aj odbremeňujú vodiča od náročnosti a sústredenia na samotnú jazdu. Riadiaca

elektronika sa podieľa na správnom chode automobilu, úspore pohonných látok a mnoho

ďalších pomocných vlastností, ktoré zvyšujú bezpečnosť jazdy.

Manuálne prevodovky už nedokážu konkurovať rýchlosti preraďovania rýchlostných

stupňov, čas zrýchlenia ako aj tvorbe emisií výfukových plynov moderným

dvojspojkovým prevodovkám, ktorých čas na preradenie rýchlostného stupňa sa pohybuje

v milisekundách čo patrí medzi ich najväčšie výhody. Táto vyspelá technika je dostupná vo

všetkých triedach automobiloch čo má za následok výrazné zvýšenie účinnosti motora

ekonomickejšie prenášajúci hnaciu silu na kolesá čo ma za následok zníženie spotreby

pohonných hmôt. Úlohou automatických prevodoviek je aj uľahčiť jazdu vodičovi, ktorý

nemusí premýšľať kedy preradiť a spôsob ako zosynchronizovať motor s prevodovkou.

Medzi najväčšie tromfy v tomto smere sa považuje automatická dvojspojková prevodovka

typu DSG.

V poslednej dobe zaznamenáva automobilový priemysel zvýšený rozmach predaja

takto moderných ekonomickým automobilom oproti tým bežným. Hlavným faktorom pri

kúpe automobilu zostáva ešte stále cena, ktorá je pri týchto vozidlách dosť vysoká a preto

si na tento bezpečný typ jazdy musia mnohí ešte počkať. Mnohým zákazníkom ale prekáža

že auto neriadia oni, ale auto sa riadi samo a takisto sa vytráca ľahkosť a cit z riadenia

a preto sa pri kúpe auta obracajú na automobily ktoré týmto moderným systémom ešte

nepodľahli.

V blízkej budúcnosti môžeme očakávať vývoj stále nových metód riadenia

a ekonomickejšieho prenosu energie na hnacie kolesá a tak sa môže stať že v predajni už

auto bez týchto systémov ani nenájdete.

55

Page 58: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

6 Zoznam použitej literatúry1. Vlk, F. Podvozky motorových vozidel - 3. pepracované, rozšírené a aktualiz. vyd. -

Brno : František Vlk, 2006 - vii, 464 s. ISBN 80-239-6464

2. Vlk, F. Převodová ústrojí motorových vozidel - 2. vyd. - Brno : František Vlk,

2003 - 312 s. ISBN 80-239-0025-0

3. Vlk,F. -. Převodová ústrojí motorových vozidel - 1. vyd. - Brno : Nakladatelství

Vlk, 2000 - 312 s. ISBN 80-238-5275-2

4. Gscheidle, R. Přiručka pro automechanika 2 dopl. Vyd. Praha – Sobotales 2002.

644s. ISBN 80-85920-83-2

5. Garrett, T.K.;Steeds,W; NEWTON,K.The Motor Vehicle.13th Edition :SAE

International and Butterworth Heineman, 2001. 1191s.

6. Kaplan, Zdeněk. Převodová ústrojí [online]. Studijní opory. Dostupné na internete:

<http://www.iae.fme.vutbr.cz/cs/studium/opory>.

7. BMW SMG Převodovka [s.a.] [online] [cit.2011-4-20]. Dostupné na internete:

<http://www.kaps.cz/news/bmw_smg_prevodovku_-1012.html>.

8. Predný náhon [s.a.] [online] [cit.2011-4-20]. Dostupné na internete:

<http://sk.wikipedia.org/wiki/Predný_ náhon>.

9. Klasická koncepcia [s.a.] [online] [cit.2011-4-20]. Dostupné na internete:

<http://sk.wikipedia.org/wiki/Klasická_koncepcia_(pohon)>.

10. Pohon 4x4 [s.a.] [online] [cit.2011-4-20]. Dostupné na internete:

<http://sk.wikipedia.org/wiki/4x4>.

11. Čo to spojka je a ako funguje [s.a.] [online] [cit.2011-4-20]. Dostupné na internete:

<http://www.corsaclub.sk/articles/details.aspx?id=7>.

12. Převodná ústrojí I [s.a.] [online] [cit.2011-4-20]. Dostupné na internete:

<http://skoda.panda.cz/clanek.php3?id=435>.

13. DSG prevodovka a princíp jej fungovania [s.a.] [online] [cit.2011-4-20]. Dostupné na

internete: <http://www.autorubik.sk/technika/dsg-prevodovka-a-princip-jej-

fungovania/>.

14. Plynulá automatická prevodovka CVT [s.a.] [online] [cit.2011-4-20]. Dostupné na

internete:<http://rbkwin.bosch.com/sk/sk/powerconsumptionemissions/

alternativeantriebe/transmissioncontrol/cvt.html>.

15. CVT [s.a.] [online] [cit.2011-4-20]. Dostupné na internete:

<http://cs.autolexicon.net/articles/cvt-coutinuously-variable-transmission>.

56

Page 59: crzp.uniag.skcrzp.uniag.sk/.../T/D402537CDF44470FBB34141D7A9EECE6.docx · Web viewThe work deals with the characteristics of car components (transmission mechanism) through which

16. CVT s.a.] [online] [cit.2011-4-20]. Dostupné na internete:

<http://www.caroto.gr/2009/05/10/cvt>.

17. Diferenciál [s.a.] [online] [cit.2011-4-20]. Dostupné na internete:

<http://www.autorubik.sk/technika/diferencial/>.

18. Co je Diferenciál a jak to vlastně všechno funguje [s.a.] [online] [cit.2011-4-20].

Dostupné na internete: <http://www.diopan.cz/citroenbx/diferencial.htm>.

19. Double-wishbone front axle [s.a.] [online] [cit.2011-4-20]. Dostupné na internete:

<http://www.bmw.com/com/en/newvehicles/x6/x6/2007/allfacts/engine/

double_wishbone_front_axle.html>.

20. Diferenciál [s.a.] [online] [cit.2011-4-20]. Dostupné na internete:

<http://www.zavolantom.eu/2010/06/20/diferencial/>.

21. Volkswagen DSG [s.a.] [online] [cit.2011-4-20]. Dostupné na internete:

<http://www.my-gti.com/887/volkswagen-dsg-7-speed-dual-clutch-gearbox-high-

output>.

57