A A A

Przekładnie główne i mechanizmy różnicowe

Przekładnia główna jest to stale zazębiona przekładnia zębata usytuowana między kołami napędzanymi. Jak wspomniano w p. 3.2.2, jednym z zadań przekładni głównej jest uzyskanie w układzie przeniesienia napędu przełożenia zwiększającego moment obrotowy doprowadzany do kół. Jednocześnie w większości samochodów przekładnia główna zmienia kierunek przekazywania napędu z podłużnego, zgodnego z kierunkiem osi wału korbowego silnika, na poprzeczny, zgodny z kierunkiem osi kół samochodu. Tylko w samochodach, w których silnik jest ustawiony poprzecznie, nie istnieje potrzeba zmiany kierunku przekazywania napędu, ponieważ oś wału korbowe- go jest równoległa do osi kół. Wówczas przekładnię główną stanowi para walcowych kół zębatych o zębach skośnych, umieszczona we wspólnej obudowie ze skrzynką biegów (rys. 3.19). W typowych rozwiązaniach konstrukcyjnych przekładnię główną stanowi para stożkowych kół zębatych (rys. 3.23). Mniejsze koło zębate (zębnik) 2 jest wykonane na wałku atakującym 3, otrzymującym napęd ze skrzynki biegów bezpośrednio (w zblokowanych układach napędowych) lub za pośrednictwem wału napędowego (w układzie klasycznym). Duże koło zębate 1, zwane kołem talerzowym, jest osadzone w osi kół napędzanych samochodu. Jeżeli osie obu stożkowych kół zębatych przecinają się, przekładnię taką nazywa się zwykłą. Jeżeli natomiast oś wałka atakującego jest położona poniżej osi koła talerzowego, przekładnia taka jest nazywana hipoidalną. Koła zębate przekładni głównej pracują w znacznie cięższych warunkach niż koła zębata skrzynki biegów. Podczas jazdy na niższych biegach momenty przenoszone przez przekładnię są znaczne, a podczas jazdy na biegu bezpośrednim — znaczne są prędkości obrotowe. Koła zębate muszą być wytrzymałe, odporne na zużycie, pracujące cicho i spokojnie. Dlatego w kołach zębatych przekładni głównej stosuje się specjalne rodzaje uzębień, spełniające te wymagania. Niekiedy jedna para kół zębatych nie jest w stanie zapewnić odpowiednio dużego przełożenia. Wówczas stosuje się przekładnie główne złożone z dwóch par kół zębatych, z których jedna para jest przekładnią stożkową 1, a druga — walcową 2 (rys. 3.24). Przekładnie takie stosuje się w ciężkich samochodach ciężarowych. Kształt obudowy przekładni głównej zależy od układu konstrukcyjnego całego pojazdu. W zblokowanym układzie napędowym przekładnia główna jest umieszczona we wspólnej obudowie ze skrzynką biegów (rys. 3.25). Z koła talerzowego napęd jest przekazywany na koła samochodu za pośrednictwem półosi napędowych. Mosty napędowe. W klasycznym układzie napędowym przekładnia główna jest umieszczona w obudowie stanowiącej zazwyczaj integralną część tylnego mostu napędowego (rys. 3.26). Obudowa mostu napędowego, zwana pochwą, spełnia zadanie osi, przejmującej część ciężaru samochodu. Obracające się wewnątrz pochwy tylnego mostu półosie napędowe przenoszą moment obrotowy od przekładni głównej do kół napędzanych samochodu. Pochwy mostów napędowych mogą być jednolite lub dzielone. Pochwy jednolite są wytłaczane z rur, a także spawane, nitowane lub odlewane (rys. 3.27a). Pochwy dzielone składają się z dwóch lub więcej członów połączonych śrubami, z których człon bezpośrednio obejmujący przekładnię główną jest zwykle odlewem (rys. 3.27b). Konstrukcja pochwy musi być wytrzymała oraz dostatecznie sztywna, żeby zapewnić poprawne warunki pracy umieszczonych w niej mechanizmów, a zwłaszcza półosi napędowych i kół zębatych przekładni głównej. Mechanizmy te są ułoży -skowane w pochwie mostu napędowego i w obudowie przekładni głównej za pomocą łożysk tocznych. Przekładnia główna pracuje w warunkach częściowego zanurzenia w oleju przekładniowym. Mechanizmy różnicowe. Podczas jazdy po łuku lewe i prawe kola samochodu przebywają w tym samym czasie różne odcinki drogi. Koła te powinny toczyć się bez poślizgu. Dlatego niezbędne jest urządzenie zapewniające kolom możliwość ob- racania się z różnymi prędkościami. Dzięki temu podczas jazdy po łuku koło wewnętrzne toczy się wolniej niż koło zewnętrzne. Zróżnicowanie prędkości obrotowej kół napędzanych jest możliwe dzięki osadzeniu każdego z kół na osobnej półosi oraz napędzaniu tych półosi przez mechanizm różnicowy. Budowę najczęściej spotykanego stożkowego mechanizmu róż­nicowego przedstawia rys. 3.28. Koło talerzowe I przekładni głównej jest przymocowane do obudowy 2 mechanizmu różnicowego. W tej obudowie są umieszczone koła zębate koronowe 3, w których są osadzone wielowypusty półosi 4, i niewielkie stożkowe koła zębate 5, zwane satelitami. Satelity są zazębione ze stożkowymi kołami koronowymi 3 i obracają się wokół krzyżaka 6. Mechanizm różnicowy działa następująco. Gdy obydwa napędzane koła samochodu, a więc i obydwa koła koronowe, obracają się z jednakową prędkością, wtedy satelity nie obracają się wokół swych osi, lecz wirują wraz z kołami koronowymi. Mechanizm różnicowy nie pracuje. Jeżeli natomiast prędkość obrotowa jednego z kół wzrośnie, to nastąpi obrót satelitów wokół krzyżaka, co spowoduje, że prędkość obrotowa drugiego koła zmniejszy się o taką samą wartość, o jaką wzrosła prędkość koła pierwszego. Mechanizm różnicowy umożliwia więc zróżnicowanie prędkości obrotowych obu kół napędzanych samochodu tak, by toczyły się bez poślizgu. W skrajnym przypadku unieruchomienia jednego z kół napędzanych drugie koło będzie wirować dwukrotnie szybciej niż obracałoby się podczas ruchu obu kół. Przy unieruchomionej przekładni głównej (samochód na podnośniku) obracanie jednego z kół w kierunku jazdy do przodu powoduje obracanie się drugiego koła do tyłu z taką samą prędkością obrotową. Stożkowe mechanizmy różnicowe są widoczne na rysunkach 3.19, 3.24, 3.26. Półosie i piasty mostów napędowych. Półosie sztywne mostów napędowych przenoszą moment napędowy od przekładni głównej i mechanizmu różnicowego do piast, do których są przymocowane koła samochodu. Stosuje się trzy rodzaje połączeń półosi z piastami kół: • Półosie obciążone (rys. 3.29a) są podparte łożyskami toczny- pochwy mostu napędowego. Piasta jest osadzona * mentem napędowym oraz zginana siłami ciężaru samochodu, siłami napędowymi, hamowania i bocznymi, działającymi na koło. Niekorzystny stan obciążeń takich półosi sprawia, że są one stosowane jedynie w lekkich pojazdach osobowych. Pólosie częściowo obciążone (rys. 3.29b). W tym przypadku osadzone na pochwie mostu napędowego łożysko nie wspiera półosi, lecz bezpośrednio piastę, zmniejszając tym samym obciążenie półosi. Pólosie nie obciążone (rys. 3.29c) przenoszą tylko moment napędowy. Wszystkie pozostałe siły i momenty przenosi para łożysk tocznych umieszczonych między pochwą mostu a piastą, obciążając wyłącznie pochwę. Przykłady konstrukcji połączeń półosi sztywnych z piastami kół przedstawia rys. 3.30.