Převodovka – Zařízení do auta

Převodovka je přídavná převodovka, která rozděluje točivý moment motoru mezi hnací nápravy. Slouží ke zvýšení tažné síly na hnacích kolech a zlepšení průchodnosti vozidla a také funguje jako demultiplikátor, který zvyšuje rozsah převodových poměrů převodovky a zefektivňuje používání vozidel v různých silničních podmínkách. Pokud se používá pouze jedna hnací náprava nebo jsou hnací nápravy umístěny na jedné straně převodovky a jsou upraveny tak, aby byly průjezdné, jako u mnoha vozidel s uspořádáním kol 6×4, není převodovka potřeba. Není také potřeba, pokud jsou přední a zadní nápravy hnací nápravy, ale převodovka je vyrobena s nekoaxiálním spodním umístěním hnaného hřídele, který má na obou stranách spojovací příruby. V tomto případě převodovka plní funkce převodovky.

V závislosti na účelu vozidla se používají různé rozdělovací převodovky (obr. 11.24). Nejjednodušší rozdělovací převodovka (obr. 11.24, ) se skládá z hnací hřídele, mezilehlé hřídele, hnané hřídele, hnací hřídele přední nápravy, ozubených kol a zapínací spojky přední nápravy. Točivý moment z převodovky je přiváděn na hnací hřídel. Hřídel 5 je trvale spojena s hlavním převodem přední zadní nápravy vozidla. Když je zapnut pohon přední nápravy, hřídele 8 и 5 jsou vzájemně spojeny ozubenou spojkou a otáčejí se stejnými úhlovými rychlostmi. Poměr mezi momenty přiváděnými na hlavní převody přední a zadní nápravy u této konstrukce rozdělovací převodovky odpovídá poměru sil odporu vůči pohybu vozidla na kolech těchto náprav. Obr. 11.24. Schémata rozdělovací převodovky:а — s uzamčeným pohonem; b, c — s diferenciální pohon; 1 – hnací hřídel; 2, 3, 6 – ozubená kola; 4 — mezilehlý hřídel;

• 5 — hnací hřídel; 7 — ozubená spojka; 8 – hnací hřídel přední nápravy;
• 9 – symetrický diferenciál; 10 – asymetrický diferenciál

Při zatáčení urazí přední řízená kola větší vzdálenost a musí se otáčet rychleji než zadní neřízená kola. Proto s pevným spojením hřídelí 5 и 8, tzv. zablokovaný pohon, kola nevyhnutelně prokluzují vzhledem k vozovce, což zvyšuje spotřebu paliva a přetěžuje části převodovky. Aby se tyto škodlivé jevy eliminovaly, přední náprava se při jízdě na zpevněných vozovkách odpojuje a zapíná se pouze na obtížných úsecích silnice.

Uvedené negativní jevy lze eliminovat použitím mezinápravového diferenciálu v převodové skříni (obr. 11.24, b, c). Umožňuje hřídele 5 a 8 otáčejí se s různými frekvencemi. Rozložení točivého momentu mezi hřídele 5, 8 bude vždy stejný – 1:1 pro symetrický diferenciál (obr. 11.24, b), a pro asymetrický diferenciál (obr. 11.24, c) Na hřídel 5 bude dodáván větší točivý moment. Pro zlepšení průjezdnosti vozidel se mezinápravové diferenciály někdy vyrábějí s nuceným blokováním nebo samosvorným mechanismem.

Pro pohyb vozidel s pohonem všech kol v obtížných silničních podmínkách je nutné, aby na hnací kola působila velká tažná síla. Pro zvýšení točivého momentu dodávaného na hnací nápravy jsou převodovky vyrobeny dvoustupňové, kombinující přídavnou převodovku (demultiplikátor) s převodovkou.

Převodová převodovka tedy může plnit i funkce přídavné převodovky, diferenciálu (s diferenciálním pohonem) a pokud je převodový poměr jejího nejvyššího převodového stupně větší než jedna, pak hlavního převodového stupně.

Obrázek 11.25 znázorňuje rozdělovací převodovku terénního osobního automobilu s přední hnací nápravou, která je zapojena při jízdě v obtížných silničních podmínkách a odpojena na silnicích se zpevněným povrchem.

Obr. 11.25. Převodová převodovka lehkého terénního vozidla:

1 – hnací hřídel; 2, 3, 5, 7, 9 — ozubená kola; 4, 8 — hnací hřídele náprav; 6 – mezilehlý hřídel

Převodovka je dvoustupňová, s nekoaxiálními hnacími hřídeli hnacích náprav a manuálním ovládáním. Dva převodové stupně (přímý a nízký) zvětšují rozsah převodových poměrů převodovky a tažnou sílu na hnací kola vozu, čímž zvyšují jeho průchodnost terénem.

Na drážkách hnací hřídele je namontováno pohyblivé ozubené kolo. 2, určené pro řazení přímého a nízkého převodového stupně. Když je zařazen převodový stupeň 2 s převodem 3 hřídele hnací hřídele zadní nápravy 1 и 4 jsou vzájemně propojeny a je zařazen přímý převod. Když se zařadí rychlostní stupně, 2 s Ozubené kolo 9 Mezilehlý hřídel je zařazen na nízký převodový stupeň. Na drážkách mezilehlého hřídele je namontováno pohyblivé ozubené kolo. 5 pro zapojení a odpojení přední nápravy. Po vyjmutí převodového stupně 5 ze záběru s ozubeným kolem 7 hřídele 8 Přední náprava vozu je vypnutá, ale je zařazen 7. rychlostní stupeň 3 hřídel 4 Pohon zadní nápravy je zachován.

Mechanismus pro zařazení nízkého převodového stupně a přední nápravy se skládá z vidlic, které vstupují do drážek ozubených kol 2 a 5 a mohou se pohybovat po tyčích pomocí pák upevněných na posuvnících spojených s ovládacími pákami.

Terénní vozy jsou oblíbené mezi automobilovými nadšenci. Rozdíl mezi těmito stroji a konvenčními – s pohonem jedné z náprav – spočívá v tom, že jsou poháněny obě nápravy. Zvyšuje se tak pravděpodobnost projetí náročného úseku silnice (bláto, závěj atd.). Umožnění obou náprav na autě je možné vybavením převodovky přídavnou jednotkou – rozdělovací převodovkou, nebo jednoduše řečeno – rozdělovací převodovkou.

Převodovka je převodovka, která rozděluje točivý moment podél dvou os. Tato jednotka je umístěna za převodovkou.

Na terénních vozidlech se používá několik typů převodových skříní, které se liší:

• zařízení;
• typ připojení;
• poměr rozdělení točivého momentu;
• způsob kontroly;
• typ připojení k převodovce.

Existuje několik provedení převodových skříní, ale princip fungování je u všech typů stejný.

Konstrukce a typy dávkovačů

Jako příklad se podívejme na zařízení nejjednodušší rozdělovací převodovky – typu ozubeného kola. Takové jednotky již byly poněkud nahrazeny jinými typy, ale zároveň jsou považovány za jeden z nejspolehlivějších a „skutečných“ převodových případů.
Rozdělovací převodovka se skládá ze 4 hřídelů umístěných ve skříni – hnací, hnaný, mezihřídel a pohon druhé nápravy. Všechny hřídele mají ozubená kola, která se vzájemně ovlivňují.

Hnací a hnaný hřídel jsou namontovány na stejné ose a mají stálý vzájemný záběr. To zajišťuje konstantní přenos rotace na jednu z náprav, to znamená, že jedna hnací náprava na autě pracuje neustále.

Mezihřídel v rozdělovací převodovce svými ozubenými koly zabírá současně s ozubenými koly hnacího hřídele a pohonu druhé nápravy, zajišťuje přenos točivého momentu na druhou nápravu, takže se i druhá náprava otáčí a je hnací. .

Princip činnosti takové převodovky je velmi jednoduchý – hnací hřídel přijímá rotaci z převodovky, okamžitě ji přenáší na hnanou hřídel a přes mezihřídel přenáší točivý moment na hnací hřídel druhé nápravy. Provoz vozu s tímto typem rozdělovací převodovky a konstantním přísunem rotace k oběma nápravám je však obtížný, protože v důsledku tuhého spojení hřídelí se ovladatelnost vozu snižuje a na převodové prvky je kladeno velké zatížení.

Konstruktéři tento problém řeší dvěma způsoby – instalací diferenciálu (středového) a vybavením agregátu mechanismem pro odpojení jedné hnací nápravy.

Diferenciál v konstrukci rozdělovací převodovky hraje stejnou roli jako u hlavního ozubeného kola – schopnost otáčet hřídele při různých úhlových rychlostech. Jeho přítomnost snižuje průchodnost vozu v důsledku možného přenosu veškerého točivého momentu na jednu nápravu, pokud druhá ztratí trakci, ale má pozitivní vliv na ovladatelnost. Pro zlepšení výkonu v terénu je diferenciál navíc vybaven uzávěrkou.

U jednotek s vypínacím mechanismem má vůz v běžném provozu jednu hnací nápravu a druhá se aktivuje v případě potřeby.

Kromě toho může mít převodovka redukční převod, který zvyšuje tažnou sílu změnou převodového poměru v převodové skříni. Redukční převod je realizován instalací přídavných převodů na hřídele. To znamená, že na každé hřídeli jsou dvě ozubená kola různých průměrů. Při zařazení jednoho z nich je převodový poměr v jednotce 1:1, nedochází k redukci, ale pokud je zařazena druhá skupina převodů, převod se mění. U některých aut je to 2:1, u jiných 2,5:1. V důsledku toho se rychlost stroje snižuje, ale úměrně tomu roste tažná síla. Je pozoruhodné, že řazení dolů se používá pouze při zapnutém pohonu všech kol.

Kromě převodů ozubených kol využívají stroje také převody řetězové. Není v nich žádný mezihřídel a otáčení na hnacím hřídeli druhé nápravy se provádí řetězem. Tato konstrukce se vyznačuje nižší spotřebou kovu jednotky, ale má také horší spolehlivost než typ převodu.

V moderních konstrukcích se upustilo od používání diferenciálů a jejich místo zaujaly spojky – mechanické (synchronizátory), třecí, elektromagnetické, viskózní spojky. Řada vozů používá diferenciály Torsen.

Typ pohonu a vliv rozdělovací převodovky na něj

Provozní vlastnosti rozdělovací převodovky ovlivňují typ pohonu všech kol, z nichž jsou pouze tři:

1. Neustále plné.
2. Pohon všech kol, ručně aktivovaný.
3. Automatický pohon.

Příkladem trvalého pohonu všech kol je rozdělovací převodovka s konvenčním diferenciálem vybaveným uzávěrkou (obecný název – Full Time). Ve vozech s takovým systémem poskytuje rozdělovací převodovka konstantní přenos otáčení podél dvou os.

Manuálně připojený disk se nazývá Part Time. V autě s takovým systémem pohonu dodává rozdělovací převodovka v normálním jízdním režimu rotaci pouze jedné nápravě, zatímco druhá se aktivuje v případě potřeby. V takových jednotkách se nepoužívá diferenciál, ale místo toho jsou instalovány spojky – mechanické, elektromagnetické, které připojují / odpojují druhou nápravu.

Systém, který používá oba mosty v automatickém režimu, je OnDemand. Používá se na osobních vozech a v tomto případě je převodovka zaměřena na zvýšení průchodnosti terénem a zlepšení ovladatelnosti. Řízení je prováděno elektronikou spolupracující s ABS. V takových převodovkách neexistuje žádný diferenciál, ale místo toho je instalována elektricky poháněná spojka.
V systému OnDemand převodovka ve výchozím nastavení aplikuje rotaci pouze na jednu nápravu. Když ale nastanou určité jízdní podmínky, elektronika zapojí pohon spojky a připojí se druhá náprava.

Přenos točivého momentu

Rozdělení točivého momentu rozdělovací převodovkou může být stejné nebo nerovnoměrné. V prvním případě je rotace aplikována na oba mosty v poměru 50/50. Tento rozvod zajišťuje rozdělovací převodovka, která není vybavena diferenciálem ani jedním, ale uzávěrkou.

Krabice s nerovnoměrným rozložením mají různé poměry. V distribucích na plný úvazek a na částečný úvazek jsou poměry pevné a jsou 40/60 nebo 60/40.
Co se týče systémů OnDemand, jejich distribuční proporce jsou „plovoucí“ a liší se od 50/50 do 100/0. To znamená, že takové převodové skříně mohou automaticky rovnoměrně rozdělit rotaci nebo ji přenést na jednu osu.

Ještě něco užitečného pro vás:

• Jak nastavit spojku?
• Jak funguje robotická převodovka?
• Co je lepší: automatický, manuální nebo variátor?

Metody řízení

Rozdělovací převodovky instalované na autech mají tři způsoby ovládání:

• manuál;
• elektrický pohon;
• elektronický řídicí systém.

Ruční pohon rozdělovací převodovky je starý a primitivní. U tohoto pohonu řidič pomocí pák odpojí/připojí druhou nápravu, uzamkne diferenciál a zařadí podřazení.

Elektrický pohon se liší tím, že spínání v rozdělovací převodovce je prováděno servopohony. Řidič ovládá pomocí kláves. Jedná se o pohodlný typ pohonu, ale není tak spolehlivý jako manuální mechanický.

U některých vozů je kombinované ovládání, ve kterém se druhá náprava zapíná/vypíná servopohonem a podřazování se aktivuje pomocí páky instalované v prostoru pro cestující.

V převodových skříních pohonů OnDemand se používá elektronický řídicí systém. Vzhledem k tomu, že přepínání v jednotce probíhá automaticky, nejsou zde žádné ovládací prvky rozdělovací převodovky pro řidiče.

Rozdělovací skříně se instalují do převodovky různými způsoby. Častěji je tato jednotka spojena s převodovkou, což snižuje počet součástí převodovky. Existují však také vozy, ve kterých je převodovka instalována odděleně od převodovky a jsou navzájem spojeny přídavným hnacím hřídelem.

Navzdory jednotnému principu fungování převodových skříní existuje mnoho funkcí jejich fungování. U některých SUV je hlavní hnací náprava ta zadní a přední náprava je připojena. Existují však terénní vozy, ve kterých rozdělovací převodovka umožňuje řidiči bez problémů provést jakoukoli hnací nápravu jako hlavní.