Opracowanie Dudziński

8/17/2019 Opracowanie Dudziński

1/11

1

1. Schemat kinematyczny mechaniczno-hydrokinematycznego układu napędu jazdy.

Zalety:- bezstopniowa samoczynna regulacja pr ędkości i momentu w zależności od obciążenia- możliwość zabezpieczania przed skutkami przeciążeń - wygodne sterowanie- lepsze wykorzystanie silnika napędowego

Wady:- sprawność nie zawsze zadawalają ca

2. Jak działa przekładnia hydrokinetyczna, różnicemiędzy przekładniami.

Przekladnia hydrokinetyczna jest zbudowana podobnie jak

sprzgglo hydrokinetyczne. Roznica polega na zastosowaniu

trzeciego wirnika, zwanego kierownicą . Mię dzy wirnikami przek ładni hydrokinetycznej ciecz kr ąży

podobnie jak w sprzę gle hydrokinetycznym. Jednak w tym

przypadku łopatki nieruchomej kierownicy odpowiednio

odchylają strumienie cieczy wypływają ce spomię dzy łopatek

turbiny. Powoduje to działanie określonego momentu reakcyjnegona łopatki turbiny. Wartość tego momentu zależy od nadanego

przez kierownicę kierunku naporu cieczy. Podczas przekazywania napę du przek ładnia hydrokinetyczna


2/11

2

zmienia moment obrotowy, jeżeli tylko moment obrotowy (reakcyjny) na wirniku kierownicy nie jest równy zeru.

Przełożenie dynamiczne 1

2d

M

Mi = (M1 – moment obrotowy na wale wejściowym, M2 – moment obrotowy na wale

wyjściowym) może być wię ksze lub mniejsze od jedności. Jeżeli id>1, to moment obrotowy na wale wyjściowym

jest wię kszy od momentu na wale wejściowym. Przypadek ten zachodzi, kiedy moment reakcyjny kierownicy jest

skierowany zgodnie z momentem obrotowym pompy. Natomiast jeżeli id


3/11

3

Układ napędowy każdego pojazdu samochodowego musi zawierać most napędowy. Oczywiścieprzeznaczenie pojazdu wymusza rodzajkonstrukcji mostu zarówno pod względemsposobu przenoszenia momentu obrotowego, jak również pod względem przenoszeniaprzezeń innych obciążeń, a także sposobumocowania do niego innych układów , np.układu hamulcowego, kierowniczego czyelementów zawieszenia.

Most napędowy jest niewą tpliwiepodzespołem układu napędowego, w składktórego wchodzą ponadto silnik, sprzęgło,skrzynia biegów oraz wał napędowy. Należygo jednak kojarzyć również z rodzajemzawieszenia pojazdu oraz zdolnością doprzenoszenia obciążeń wynikają cych zprzewożenia ładunków. Jakie wobec tegomost napędowy i jego elementy, pełni funkcjew pojeździe?

• Przenosi moment obrotowy do kół

jezdnych;• Załamuje przebieg momentu obrotowego pod wymaganym ką tem (najczęściej prostym);• Zmienia wielkość momentu i pr ędkości obrotowej w zależności od potrzeb dzięki zastosowaniu

odpowiednich przekładni;• Umożliwia osadzenie kół jezdnych oraz elementów współpracują cego z nimi układu hamulcowego;• W niektórych rozwią zaniach umożliwia osadzenie elementów układu kierowniczego;• Przenosi siły pionowe wynikają ce z ciężaru pojazdu i przewożonego ładunku oraz będą ce skutkiem

najeżdżania kół jezdnych na nierówności drogi;• Przenosi pozostałe siły wynikają ce z poruszania się pojazdu po łuku drogi lub na pochyłości (siły boczne)

oraz siły wynikają ce z działania układu napędowego i hamulcowego (siły wzdłużne i momenty skr ęcają ce);

Mosty napędowe w swej klasycznej postaci występują w samochodach ciężarowych, autobusach isamochodach dostawczych oraz rzadziej w samochodach osobowych z napędem tylnym i zależnym zawieszeniemkół jezdnych. Ich budowa zewnętrzna charakteryzuje się sztywną pochwą stanowią cą trzon konstrukcyjnyzamykają cy w swoim wnętrzu większość mechanizmów. Pochwa sztywnego mostu napędowego podlegaobciążeniom wynikają cym z ciężaru pojazdu oraz dodatkowym obciążeniom występują cym podczas jazdy.Wymaga się zatem od niej dostatecznej wytrzymałości i zadowalają cej sztywności, przy jak najmniejszym ciężarzewłasnym.

W lżejszych samochodach ciężarowych pochwy wykonuje się w postaci tłoczonych elementów zespawanychnastępnie w jedną całość. Technologia wykonania przewiduje również wykonanie pochwy jako elementucią gnionego z rury bez szwu albo z arkusza blachy odpowiednio formowanego w kolejnych fazach wykonania.Czopy osadzenia piast lub gniazda osadzenia łożysk półosi obciążonych są w tym przypadku staranniedospawywane. W części środkowej przy pomocy śrub osadzone jest gniazdo przekładni głównej i mechanizmuróżnicowego zwane łbem mostu napędowego. Jest ono wykonane jako odlew z żeliwa szarego i obrabiane

mechanicznie. Przeciwległy otwór centralnej części pochwy osłonięty jest przyspawaną sferyczną pokrywą zblachy wyposażoną w otwór kontrolny poziomu oleju z korkiem. Pochwa w takiej postaci charakteryzuje się stosunkowo niewielkim ciężarem przy znacznej sztywności, choć jest pracochłonna w procesie produkcji.

5. Przyczepność

Siła przyczepności wynika z dwóch nałożonych na siebie mechanizmów (adhezja, sklejanie), w którychstan nawierzchni jest czynnikiem determinują cym.Różne typy podłożaMikrochropowatość (kilka angstremów) pozwala zadziałać siłom molekularnym adhezji. To dlategomożna zaobserwować zjawisko przyczepności na powierzchniach wyglą dają cych na gładkie.Makrochropowatość (kilka mikronów do kilku milimetrów) pozwala zadziałać bardzo mocnym siłom

przyczepności: to jest mechanizm sklejania.


4/11

4

6. Siła napędowa

Silnik przekazuje energię samochodowi. Innymi słowy, siła napędowa wytwarzana przez silnik wykonujepracę, zwiększają c szybkość samochodu. Jeżeli samochód jedzie jednostajnie po poziomej drodze, tosiła napędowa wytwarzana przez silnik równoważy siłę oporu. Dwie działają ce poziomo Sołyrównoważą ce się, podobnie jak w pionie siła reakcji nawierzchni drogi równoważy siłę ciężkości.W przypadku samochodu, którego silnik wytwarza siłę napędową 500 N w czasie jazdy ze stałą szybkością na odcinku 1 km po płaskiej drodze, ką t między kierunkami siły i przemieszczenia α równasię zero stopni praca wynosi 500 N * 1000 m * constans 0 stopni = 500 kJ. Zauważamy, że silnikprzekazuje energię samochodowi, a samochód przekazuje ją powietrzu, pokonują c jego opór.Samochód nie zwiększa szybkości, a więc jego energia nie wzrasta. Jeżeli równanie pozwalają ceobliczyć pracę – w tym wypadku W = Fr – podzielimy stronami przez czas wykonania pracy, otrzymamy:P=W/t = Fr/tJednak r/t to szybkość samochodu v. możemy więc napisać;Moc użyteczna = FvP = Fv

7. Poślizg

W transporcie poślizg określa różnicę pomiędzy pr ędkością obwodową koła jezdnego, a pr ędkością liniową pojazdu. Jest on definiowany przez współczynnik poślizgu s:

gdziev – pr ędkość liniowa pojazduv0 – pr ędkość obwodowa kołaω – pr ędkość ką towa kołar – promień kołaDla wartości współczynnika s=1 koła są zablokowane, natomiast dla s=0 pojazd porusza się bezpoślizgu.

Do poslizgu podsterownego samochodu dochodzi wówczas, gdy przednie koła maja mniejszaprzyczepnosc ni. tylne. Mo.e to nastapic na przykład w wyniku zbyt szybkiego wejscia w zakret. W takiejsytuacji zdejmujemy noge z pedału gazu i nie wykonujemy kierownica gwałtownych ruchów.

Poslizg nadsterowny spowodowany jest utrata przyczepnosci przez tylne koła. Najczesciej dochodzi doniego, gdy gwałtownie zdejmiemy noge z pedału gazu bą dź wykonamy gwałtowny ruch kierownica. Wprzypadku poslizgu nadsterownego, tak. ujmujemy gazu i wykonujemy kierownica kontre w ta strone, wktóra ucieka nam tył samochodu.


5/11


6/11

6

10. Napęd hybrydowy

Napęd hybrydowy - połą czenie dwóch rodzajów napędu do poruszania jednego urzą dzenia.Napęd hybrydowy to najczęściej połą czenie silnika spalinowego i elektrycznego. Silniki te mogą pracować na przemian lub naraz, w zależności od potrzeb, np: w mieście elektryczny, za miastemspalinowy. Silnik elektryczny może być pr ą dnicą i ładować akumulatory lub kondensator w wynikunapędzania silnikiem spalinowym lub w wyniku hamowania silnikiem. W uk ładach takich montowanysilnik spalinowy ma moc wystarczają cą do jazdy przy optymalnych parametrach pracy przyprzewidywanej pr ędkości podróżnej. Jest to około ćwierci mocy silników obecnie stosowanych. Całość sterowana jest przez układ elektroniczny zapewniają cy optymalne wykorzystanie energii.KlasyfikacjaNapędy hybrydowe możemy podzielić na:szeregowe - silnik spalinowy pracuje cały czas w optymalnym zakresie obrotów napędzają c generatorpr ą du. Energia z generatora jest z kolei przekazywana do silnika napędowego a nadmiar do

akumulatorów. Silnik elektryczny w razie potrzeby może również korzystać z energii zgromadzonej wakumulatorach.równoległe - (silnik spalinowy jest mechanicznie połą czony z kołami) Gdy potrzebna jest duża mocsilnik elektryczny i spalinowy mogą pracować równolegle. Podczas hamowania silnik elektryczny jestgeneratorem.szeregowo - równoległe - kombinacja układu szeregowego i równoległego.Wady i zaletyZaletą układów hybrydowych jest zmniejszenie zużycia paliwa i emisji szkodliwych spalin (obecniespełniają najbardziej rygorystyczne normy w tym zakresie) oraz hałasu. Wadą jest natomiast większamasa i cena pojazdu oraz większe wymiary i komplikacja układów głównie z powodu zastosowaniaakumulatorów.Zastosowanie

Napęd hybrydowy jest coraz częściej stosowany w samochodach osobowych. Przykłady takich modelito: Toyota Prius, Honda Civic IMA (Honda Civic Insight), Lexus GS450h.Napęd hybrydowy jest szczególnie korzystny w pojazdach które często zatrzymują się i ruszają , np.śmieciarkach, autobusach miejskich (przykładem takiego autobusu jest Solaris Urbino 18 Hybrid), czytramwajach (taki tramwaj nie musi korzystać z zewnętrznego zasilania). W pojazdach takich zklasycznym napędem znaczna ilość energii jest tracona podczas hamowania. Po zastosowaniu napęduhybrydowego można część tej energii zgromadzić w akumulatorach i wykorzystać przy ponownymruszaniu. Istnieje również możliwość wyłą czania silnika spalinowego podczas częstych postojów co dajekolejne oszczędności. Autobusy hybrydowe mogą posiadać możliwość wyłą czenia silnika spalinowegopodczas przejazdu przez zabytkowe części miast w celu ochrony zabytków przed niszczą cym wpływemzanieczyszczeń.Napęd hybrydowy, spalinowo-elektryczny był też stosowany w łodziach podwodnych.Inny rodzaj napędu hybrydowego jest czasem stosowany w rowerach, które zaopatruje się czasami wmały silnik spalinowy lub elektryczny. Przy jeździe pod gór ę lub pod silny wiatr stosuje się w takichrowerach napęd silnikowy, zaś przy jeździe w dół, po płaskim lub z wiatrem stosuje się zwykły napędnożny.


7/11

7

Układ hybrydowy jest nazywany układem napędowym, gdzie współdziałają dwa różne źródła energiilub ogólniej różne źródła napędu. Nadwyżka energii generowana przez silnik spalinowy jestwykorzystywana do ładowania akumulatorów (elektrochemicznych, hydraulicznych, mechanicznych itp.).Zgromadzona energia jest wykorzystywana w celu pokrycia zapotrzebowania na energię napędudodatkowego współpracują cego z głównym źródłem napędu. Zastosowanie tego układu umożliwiaużycie silnika spalinowego o mniejszej mocy, czyli tańszego niż w przypadku klasycznego układunapędowego. Silnik spalinowy pracuje w układzie hybrydowym przy większych obciążeniach, dlatego jednostkowe zużycie paliwa jest mniejsze, silnik elektryczny jest wykorzystywany w zakresie obciążeń częściowych np: w ruchu ulicznym, przy których silniki spalinowe wykazują większe zużycie paliwa niż woptymalnych warunkach spalania. Dlatego układ hybrydowy jest jednym z rozwią zań, który może spełnić wymagania norm toksyczności spalin ULEV. W napędach hybrydowych zwykle stosuje się silniki ZS, ZI isilniki dwusuwowe z kołami zamachowymi wyposażonymi w silnik elektryczny (generator) i baterie,ultrakondensatory, ogniwa paliwowe lub turbiny gazowe. Niezależnie od przyjętego rodzaju źródłaenergii, obie jednostki napędowe mogą pracować w układzie szeregowym lub równoległym.

11. Rodzaje napędów (pierwotne, wtórne)

12. Mechanizm różnicowy

Mechanizm różnicowy (przekładnia różnicowa, dyferencjał) – przekładnia mechanicznazębata, wynaleziona przez Carla Friedricha Benza, stosowana w układzie napędowym pojazdów.

Mechanizm różnicowy w pojazdach ma za zadanie kompensację różnicy pr ędkości obrotowejpółosi kół osi napędowej podczas pokonywania przez nie torów o różnych długościach, w przypadkupojazdów z napędem na więcej niż jedną oś może występować także dodatkowy centralny(międzyosiowy) mechanizm różnicowy w skrzyni rozdzielczej kompensują cy różnicę pr ędkości obrotowejpomiędzy osiami napędowymi. Zapobiega to wytwarzaniu się zbędnych napr ężeń w układzieprzeniesienia napędu, które przyczyniają się do szybszego zużycia opon, przekładni, zwiększenia


8/11

8

spalania paliwa, oraz mogą prowadzić do ukr ęcenia półosi. Zjawisko to występuje głównie podczaspokonywania zakr ętów, jazdy po nierównym terenie itp.

Mechanizm różnicowy w trakcie pracy z jednakowym obciążeniemobu półosi

Mechanizm różnicowy w trakcie pracy z zablokowaną jedną półosią

Działanie klasycznego mechanizmu różnicowego polega na przekazywaniu jednakowegomomentu obrotowego na oba koła niezależnie od napotykanego oporu. W efekcie to koło, które mamniejsze opory toczenia może obracać się szybciej od koła, które wymaga większego momentu do jegoporuszenia. Suma pr ędkości obrotowej kół jest jednak zawsze dwukrotnie większa od pr ędkościobrotowej wału napędowego połą czonego z mechanizmem różnicowym (przy założeniu, że przełożeniew tym mechanizmie wynosi 1:1 – jeśli nie, to dodatkowo trzeba pomnożyć pr ędkość obrotową wchodzą cą do mechanizmu przez jego przełożenie).

Jak łatwo zauważyć, można dopuścić do sytuacji, gdy jedno z kół będzie obracało się podwojoną pr ędkością wału napędowego, zaś drugie będzie zatrzymane. W dodatku do takiej sytuacji można łatwodoprowadzić w momencie, gdy jedno z kół będzie miało mniejszą przyczepność, bą dź nie będziedotykać nawierzchni, co znacznie zmniejsza mobilność pojazdów z dyferencjałami w trudnym terenie,bą dź na śliskiej nawierzchni. Aby temu zapobiec powszechnie stosuje się mechanizmy różnicowe ozwiększonym oporze, które przenoszą większą część momentu obrotowego na koło o większym oporzetoczenia.

Pojazdy terenowe są w zamian wyposażane w blokady mechanizmów różnicowych, którepowodują , że po ich zablokowaniu pojazd zachowuje się jakby miał sztywną oś. Trzeba jednak pamiętać o tym, że blokady służą tylko jako ostatnia deska ratunku i dłuższa jazda z zablokowanymidyferencjałami w szczególności po twardym podłożu może prowadzić do ich uszkodzenia. Obecniecoraz częściej zamiast blokować mechanizm różnicowy przyhamowuje się koło na którym momentobrotowy jest tracony. Odpowiedzialny za to jest system ASR.Główne typy mechanizmów różnicowych, stosowanych obecnie w motoryzacji:- z kołami zębatymi stożkowymi,- z przekładnią planetarną ,

13. Mechanizm spin

14. Przekładnia hydrodynamiczna

Działanie przekładni hydrodynamicznej-pod wpływem obrotów wirnika pompy, olej znajdują cy się pomiędzy jej łopatkami zostaje wypchnięty na zewną trz. Energia mechaniczna silnika zostajeprzetworzona na energie przepływu strumienia cieczy. Olej wypływają cy z wirnika pompy trafia nałopatki turbiny wprawiają c ją w ruch i wytwarzają c moment obrotowy. Strumień oleju zostaje zawróconyw kierunku odwrotnym i napotyka na łopatki wirnika prowadzą cego. Kierownica zostaje przez strumień oleju dociśnięta do sprzęgła jednokierunkowego i nie może się obracać. Olej naciska na łopatki


9/11

9

kierownicy powodują c duży moment reakcyjny na łopatkach turbiny. W wirniku wzrostu momentureakcyjnego zwiększa się siła obrotowa na łopatkach koła turbiny i podwyższa się moment obrotowy nawałku sprzęgłowym skrzyni biegów. Maksymalne przełożenie jest w chwili ruszania pojazdów. Przywyrównaniu pr ędkości obrotowej turbiny i pompy, moment obrotowy na wejściu skrzynki biegów jestrówny momentowi silnika. Punkt ten nazywamy punktem sprzęgania. W tym stanie kierowca oddziela się od sprzęgła jednokierunkowego i może obracać się swobodnie pod wpływem strumienia oleju.Przekładnia pracuje jak sprzęgło hydrokinetyczne. W zależności od budowy przełożenia przekładnimoże osią gnąć wielkość i=4.5

Hydrodynamiczna przekładnia momentu obrotowego ma za zadanie:- zwiększyć przy ruszaniu moment obrotowy- na biegu jałowym przerywa przepływ mocy między silnikiem a pozostałymi elementami układunapędowego- przejmuje zadania sprzęgła

Budowa przekładni hydrodynamicznej - jest zbliżona do budowy sprzęgła hydrokinetycznego. Wirnikpompy połą czony jest z wałem korbowym silnika a wirnik turbiny wałkiem sprzęgłowym skrzynki biegów.Między nimi znajduje się wirnik prowadzą cy, który połą czony jest ze sztywną obudową przekładni zapomocą sprzęgła jedno kierunkowego.

15. Charakterystyka zewnętrzna silników spalinowych – maksymalna dawka paliwa

n1

M 1

M1 = Mmax

ik=0.95

2

1

5

k 1 nD)fm(iM ⋅⋅=

16. Źródła energii w układach napędowych


10/11

10

17. Charakterystyki silników.

18. Napęd sztywny, napęd na cztery koła


11/11

11

Documents

Opracowanie Dudziński