Slajd 1

Skrzynie biegów stosowane w samochodach mają
za zadanie:
- umożliwienie optymalnego wykorzystanie mocy
silnika. Każdy silnik ma pewien użyteczny zakres
obrotów, gdyby nie istniała skrzynia biegów nie
było by możliwości zwiększania prędkości pojazdu
a w wielu wypadkach stałoby się nie możliwe
podjechanie na wzniesienie. Skrzynia biegów
dzięki zmianie przełożeń, umożliwia nam
utrzymanie optymalnej prędkości obrotowej
silnika w zależności od prędkości jazdy i
obciążenia pojazdu.
- umożliwić zmianę kierunku przekazywania
napędu. Dzięki zastosowaniu biegu wstecznego
staje się możliwa jazda w tył pojazdem z
wykorzystaniem napędu pochodzącego z silnika.

Mechanizmy sterowania skrzynką biegów powinny odpowiadać

następującym wymaganiom:

• Wszystkie przekładnie powinny być włączone za pomocą

jednej dźwigni

• Włączenie przekładni musi być zawsze całkowite tak, aby

koła zębate pracowały na całej szerokości, a przy włączaniu
sprzęgłowym tuleja powinna zachodzić na wieniec zębaty

• W położeniu włączenia i wyłączenia elementy przesuwne

powinny być ustalone; nie może zachodzić samoczynne
włączanie lub wyłączanie biegów

• Mechanizm musi całkowicie zabezpieczać przed włączeniem

dwóch biegów równocześnie

• Wymagane jest zabezpieczenie przed omyłkowym

włączeniem biegu wstecznego

• Mechanizm nie powinien przenosić drgań zespołu

napędowego na elementy nadwozia

Dawniej skrzynie biegów posiadały przesuwne koła o zębach
prostych. W celu zwiększenia trwałości i obniżenia
hałaśliwości stosuje się skrzynie biegów z kołami stale
zazębionymi o zębach skośnych. Takie koła mogą przenieść
większe obciążenia.
- cichobieżność – osiąga się również dzięki zastosowaniu kół
o zębach skośnych.
- łatwe przełączanie biegów. Aby możliwe stało się
przełączenie biegów staje
się konieczne wyrównanie prędkości łączonych elementów. Z
pomocą przychodzą nam tutaj synchronizatory, które
samoczynnie wyrównują owe prędkości bez udziału
kierowcy.
- zwartość budowy. Skrzynia biegów w swej budowie
powinna być możliwie najmniejsza i najlżejsza, gdyż wtedy
zostaje większa przestrzeń do wykorzystania dla pasażerów i
ładunku lub innych podzespołów pojazdu.
- możliwie duża rozpiętość przełożeń. Duża rozpiętość
przełożeń zapewnia lepsze wykorzystanie roboczego zakresu
obrotów silnika. Im większa jest ta rozpiętość tym kierowca
rzadziej zmuszony jest do zmiany biegu w calu jazdy z
zadaną prędkością pojazdu.
- prosta technologia wykonania. Skomplikowana
technologia wiąże się z kosztami.

Rodzaje skrzyń biegów (parametry : ilość

biegów) :

1.manualne (sterowane klasyczne)
2.kłowe skrzynie biegów
3.zautomatyzowane (sterowanie sekwencyjne i

elektryczne)

4.automatyczne adaptacyjne
5.automatyczne adaptacyjne ze sprzęgłem

mostkującym przekładnię hydrokinetyczną

6.automatyczne adaptacyjne z możliwością

sekwencyjnej zmiany biegów

7.bezstopniowe CVT
8.bezstopniowe CVT z możliwością

sekwencyjnej zmiany biegów

Kłowa skrzynia biegów

Jest to najprostszy rodzaj skrzyni

biegów. Składa się ona z kół zębatych z

zębami prostymi, które zazębiają się ze

sobą w zależności od wybranego przez

kierowcę przełożenia. W skrzyni tej

brak jest synchronizatorów w wyniku

czego zmiana przełożeń dokonywana

przez niewprawnego kierowce jest

utrudniona, gdyż wymaga do

odpowiedniego wysprzęglenia, przy

określonych obrotach silnika.

Manualna skrzynia biegów

Obecnie jest najczęstszym

rozwiązaniem stosowanym w

większości pojazdów

samochodowych. Wybór

przełożenia odbywa się tutaj ręcznie

przez kierowce. Podstawowymi

elementami tej skrzyni są koła

zębate, które są ze sobą zazębione

na stałe, oraz synchronizatory.

Automatyczne skrzynie biegów

Podstawową zaletą skrzyń automatycznych jest

zwolnienie kierowcy z konieczności zmiany

biegów jak również wciskania pedału sprzęgła,

gdyż ten całkowicie został wyeliminowany. Tym

samym w przypadku automatycznej skrzyni

biegów zamiast tradycyjnego sprzęgła ciernego

zastosowana została przekładnie

hydrokinetyczna, która umożliwia prace tej

skrzyni. Głównym elementem budowy skrzyni

biegów jest zazwyczaj przekładnia planetarna,

która umożliwia uzyskanie przełożenia przez

przyhamowywanie poszczególnych jej

elementów. W zależności od tego, które z kół

przekładni jest unieruchomione za pomocą

hamulca uzyskuje się różne rodzaje przełożenia.

Sekwencyjne skrzynie biegów

W sekwencyjnej skrzyni biegów (często nazywanej też

półautomatyczną) zmiana przełożenia odbywać może

się na kilka sposobów. Głównymi rozwiązaniami są:

zmiana przełożeń za pomocą drążka przy czym wybór

przełożeń odbywa się tylko na zasadzie ruchu drążka

do w przód lub w tył przez co możliwe jest zmiana

przełożenia tylko o jeden bieg,

za pomocą łopatek umieszczonych przy kierownicy.

W skrzyniach tych wyeliminowano również pedał

sprzęgła, a rozłączeniem sprzęgła steruje

mikroprocesor za pomocą siłownika lub pompy. Dzięki

możliwości szybkiej zmiany przełożenia skrzynie te

stosowane są głównie w samochodach sportowych

również w Formule1. Obecnie jednak coraz częściej

skrzynie te stosowane są również w samochodach

osobowych.

Sekwencyjne skrzynie pojazdów

mechanicznych, stosowane są w

motocyklach oraz rzadziej w

samochodach, w których zmiana

przełożenia realizowana jest za

pomocą dźwigni, mającej możliwość

jednorazowo zmiany tylko o jeden bieg

(w górę lub w dół). Po zastosowaniu

sterowania za pomocą układów

elektronicznych, trafiły również do

samochodów.

Hydromechaniczne

- zmianę

przełożenia uzyskuje się za

pośrednictwem zmiany szybkości

krążenia cieczy w przekładni

hydrokinetycznej i przekładni

zębatej, zwykle planetarne. Są to

zazwyczaj automatyczne i

półatomatyczne skrzynie biegów.

Bezstopniowe skrzynie biegów

Główną zaletą bezstopniowych skrzyń biegów

jest płynna zmiana przełożenia dzięki czemu

wyeliminowane zostały szarpnięcia przy
zmianie biegów. Skrzynia ta składa się z

dwóch kół stożkowych oraz oplatającego je

łańcucha o odpowiedniej długości. Zmianę

przełożenia w skrzyni bezstopniowej

uzyskuje się przez zmianę odległości miedzy

kołami stożkowymi przez co następuje

zmiana promienia oparcia się łańcucha o

koła. W przekładniach tych możliwe jest

praktycznie dowolne kształtowanie

przełożenia. Zmianę odległości pomiędzy

kołami stożkowymi odbywa się za pomocą

pompy oraz odpowiednich zaworów

regulacyjnych.

Dla pary kół zębatych zależności są
następujące:
Jeżeli i >1 to jest to przełożenie zwalniające,
wobec tego

z1 < z2

n1 > n2

Mo1 < Mo2

Jeżeli i = 1 to jest to przełożenie bezpośrednie,
wobec tego:

z1 = z2

n1 = n2 Mo1 = Mo2

lub dwa koła zębate (para) leżą na jednym
wałku i zawsze obracają się z taką samą
prędkością;

Jeżeli 0 < i < 1 to jest to przełożenie
przyspieszające (nadbieg), wobec tego:
                                                 z1 > z2
                                                 n1 < n2
                                                Mo1 > Mo2

Jakie korzyści wynikają z takiej konstrukcji?

Przede wszystkim została skrócona sama skrzynia
przekładniowa, co w ciasnej zabudowie pojazdu może
mieć istotne znaczenie, zmniejszyła się masa przekładni o
część masy koła zębatego z10 oraz wałków głównego i
pośredniego, krótszy wałek pośredni jest narażony na
mniejsze naprężenia skręcające od przekładni stałej
z2/z1, mechanizm wewnętrzny zmiany biegów ma
bardziej zwartą budowę. Przedstawione rozwiązanie
można spotkać często w konstrukcjach przede wszystkim
skrzyń biegów samochodów osobowych.
Skrzynia biegów z rysunku 3 pozbawiona jest korpusu
zamykającego ją w zwartą całość. Na rysunku 5 możemy
ją zobaczyć z korpusem, który obejmuje również osłonę
sprzęgła i umożliwia jej przykręcenie do bloku silnika.
Nazwano również wałki A, B i C.

1.Głośna praca przekładni z uwagi na

konieczność zastosowania kół zębatych
walcowych o zębach prostych;

2.Zgrzyt towarzyszący załączaniu biegu,

wynikający z różnicy prędkości obrotowych
wałków, a tym samym z różnicy prędkości
liniowych zębów obu kół zębatych;

3.Zmniejszanie zdolności przenoszenia

momentu obrotowego przez przekładnię w
wyniku ciągłego skracania się wzdłużnego
zębów, będącego następstwem ich zużywania
się podczas załączania przełożenia.

Ze względu na zasadę działania rozróżnia się

trzy rodzaje synchronizatorów:

1.Synchronizatory proste
2.Synchronizatory bezwładnościowe zwane

blokującymi

3.Synchronizatory progresywne

Każdy z wymienionych typów posiada wiele

odmian konstrukcyjnych, a ponadto
budowane są synchronizatory będące
kombinacją różnych typów.

synchronizator progresywny typu PORSCHE

1 - tuleja sprzęgająca

2 - piasta synchronizatora

3 - wielowypust sprzęgający

4 - pierścień synchronizujący

5 - rygiel zewnętrzny (także kulisa

zewnętrzna)

6 - rygiel wewnętrzny (także kulisa

wewnętrzna)

7 - półpierścień blokujący

8 - pierścień

zabezpieczający

9 - koło zębate

10 - koło zębate

11 - wałek główny

Przez sterowanie skrzynką biegów należy rozumieć
zespół mechanizmów, elementów lub układów
wspomagających, osprzętu elektrycznego i
elektronicznego umożliwiający ręczne lub
automatyczne przełączanie biegów.
W rozumieniu klasycznym mamy do czynienia z
zespołem elementów mechanicznych, których
zakończeniem jest dźwignia zmiany biegów w kabinie
kierowcy. Może być ona pojedyncza, to znaczy
umożliwiać wybieranie przełożeń według klucza
określonego piktogramem na główce uchwytu, lub
złożona, wyposażona w przyciski albo dźwigienki
dodatkowe umożliwiające wybór biegów według innej
kombinacji, np. wybór zakresu biegów wyższych lub
niższych, albo pół-biegów. Przyciski wyboru trybu
pracy sprzężone są poprzez układ elektryczny z
pneumatycznym lub elektromagnetycznym zespołem
wykonawczym.

• Niezależnie od rozwiązania konstrukcyjnego skrzynek biegów,

do przełączania biegów niezbędne jest przesunięcie kół
zębatych, elementów sprzęgieł zębatych lub synchronizatorów.
Służy do tego układ sterowania, przenoszący siłę przykładaną
przez kierowcę do dźwigni zmiany biegów na widełki
przełączające, działające bezpośrednio na przesuwne elementy.

• Układy sterowania muszą zapewniać: łatwe przełączanie

przekładni, pełne włączanie zazębień (przekładni lub sprzęgieł
zębatych) oraz takie przełożenia kinematyczne i dynamiczne,
aby przesuniecie dźwigni niezbędne do przełączania biegów nie
było zbyt duże oraz aby siła, jaką kierowca musi wywierać na
dźwignię, była możliwie mała. W mechanizmach zdalnego
sterowania musi być uwzględniona możliwość regulacji długości
dźwigni i cięgien, w celu likwidowania skutków zużywania się
elementów sterowania, kasowania luzów itp.

Bardziej złożone są układy, gdy
skrzynka biegów jest oddalona od
miejsca kierowcy.

Przy znacznym oddaleniu skrzynki (np.
w autobusach) stosuje się hydrauliczne
lub pneumatyczne układy zdalnego
sterowania. W przypadku
odległościowego sterowania skrzynka
biegów w skład mechanizmu
zewnętrznego wchodzą dźwignie,
cięgna lub linki łączące dźwignię
zmiany biegów ze skrzynką biegów.

Bardziej złożone są układy, gdy
skrzynka biegów jest oddalona od
miejsca kierowcy.

• MECHANIZMY WEWNĘTRZNE

• Mechanizmy wewnętrzne znajdują się wewnątrz skrzynki biegów.

Do mechanizmów wewnętrznych zaliczamy: przesuwki, wodziki,
widełki, wybierak, ewentualnie wałek wybieraka. Wodziki wykonane
są głównie ze stali węglowej. Gniazda ustalające, miejsca
osadzenia widełek i powierzchnie oporowe wodzików podlegają
cementowaniu (stal 20) cyjanowaniu (stal 45) lub hartowaniu
powierzchniowemu prądami wysokiej częstotliwości (stal 45).
Natomiast widełki najczęściej wykonane są jako odkuwki stalowe.
Wykonuje się je również z żeliwa lub jako wytłoczki z blachy
stalowej.

URZĄDZENIA USTALAJĄCE POŁOŻENIE PRZESUWEK.

Zgodnie z podanymi wymaganiami, widełki muszą

być przytrzymywane zarówno w położeniu
wyłączenia, jak i w położeniu włączenia.

Uzyskuje się to za pomocą:
zatrzasków kulkowych umieszczonych miedzy

obudową i wałkami (przy ruchomych wałkach) lub
między piastą widełek i wałkiem (przy
nieruchomych wałkach) dźwigni obrotowych
zatrzasku kulkowego na wałku wybieraka

Most Napędowy

•Most napędowy-

jest niewątpliwie

podzespołem układu napędowego, w

skład którego wchodzą ponadto silnik,

sprzęgło, skrzynia biegów oraz wał

napędowy. Należy go jednak kojarzyć

również z rodzajem zawieszenia

pojazdu oraz zdolnością do

przenoszenia obciążeń wynikających z

przewożenia ładunków.

Zadania mostów

•

Przenosi moment obrotowy do kół jezdnych;

•

Załamuje przebieg momentu obrotowego pod wymaganym

kątem (najczęściej prostym);

•

Zmienia wielkość momentu i prędkości obrotowej w zależności

od potrzeb dzięki zastosowaniu odpowiednich przekładni;

•

Umożliwia osadzenie kół jezdnych oraz elementów

współpracującego z nimi układu hamulcowego;

•

W niektórych rozwiązaniach umożliwia osadzenie elementów

układu kierowniczego;

•

Przenosi siły pionowe wynikające z ciężaru pojazdu i

przewożonego ładunku oraz będące skutkiem najeżdżania kół

jezdnych na nierówności drogi;

•

Przenosi pozostałe siły wynikające z poruszania się pojazdu po

łuku drogi lub na pochyłości (siły boczne) oraz siły wynikające

z działania układu napędowego i hamulcowego (siły wzdłużne

i momenty skręcające);

Mechanizm różnicowy

• .

-Prawidłowa współpraca elementów
przekładni głównej polegająca na
właściwym poziomie zazębienia
zębnika i koła talerzowego realizowana
jest za pomocą takiego sposobu
ułożyskowania, który umożliwi łatwość
wykonania regulacji i obsługi. Koło
talerzowe mocowane jest do obudowy
mechanizmu różnicowego przy pomocy
drobnozwojowych śrub pasowanych o
zwiększonej wytrzymałości, a w
konstrukcjach samochodów użytkowych
nitowane nitami stalowymi na gorąco.
Samo ułożyskowanie obudowy
mechanizmu różnicowego realizowane
jest za pomocą dwóch łożysk
stożkowych. Ich pierścienie wewnętrzne
są osadzone na czopach korpusu
mechanizmu różnicowego, natomiast
pierścienie zewnętrzne w gniazdach łba
mostu napędowego z przykręcanymi
mostkami.

Przekładnia główna o kącie

załamania różnym od 90

stopni

-Stożkowa przekładnia główna

zblokowanego układu

napędowego zamknięta jest

zazwyczaj w osobnej

przegrodzie korpusu skrzyni

biegów. Zębnik przekładni jest

osadzony na zakończeniu

wałka wyjściowego skrzynki

biegów. Zamocowanie koła

talerzowego i sposoby regulacji

luzów są podobne jak

omówione wcześniej. W

zblokowanych układach

napędowych zazwyczaj stosuje

się przekładnie hipoidalne

Przekładnia dwustopniowa

w układzie skośnym

-pośredni, w którym omawiane

koła leżą w płaszczyźnie

ukośnej do obu omawianych

wyżej

Przekładnia ślimakowa ze

ślimakiem górnym

-Ślimakowa przekładnia o górnym

ślimaku nadaje się zwłaszcza do

pojazdu terenowego, ponieważ

wbudowanie wału napędowego

wysoko nad jezdnią ułatwia

zapewnienie dużego prześwitu

podłużnego

Most portalowy

•

W ciężarówkach dużej ładowności, szczególnie w USA

stosowane są dwa lub nawet trzy mosty napędowe w

układach nazywanych tandem - dwa mosty lub tridem - trzy

mosty. Ich budowa zewnętrzna jest bardzo podobna do

zwykłych mostów napędowych samochodów z napędem na

jedną oś. Różnica polega na sposobie przeprowadzenia wału

wejściowego przekładni głównej. Stosuje się tutaj

szeregowy napęd mostów, który pozwala wyeliminować z

układu napędowego skrzynię rozdzielczą. Rysunki 3 i 4

przedstawiają mosty tandem i tridem.

Mosty w układzie

tandem

-W układzie tandem

pierwszy most napędowy

umożliwia wyprowadzenie

napędu do mostu

drugiego, a w celu

uniknięcia naprężeń

między mostami

wynikającymi z

chwilowych różnic

prędkości obrotowych kół

jezdnych wyposażony jest

w międzyosiowy

mechanizm

różnicowy.

Mosty w układzie tridem

-W układzie tandem

pierwszy most napędowy

umożliwia wyprowadzenie

napędu do mostu drugiego,

a w celu uniknięcia

naprężeń między mostami

wynikającymi z chwilowych

różnic prędkości obrotowych

kół jezdnych wyposażony

jest w międzyosiowy

mechanizm różnicowy

mechanizm różnicowy.

Szeregowy napęd

mostów

-Napęd szeregowy mostów

napędowych

ma bardzo

różnorodne rozwiązania we

współczesnych konstrukcjach

układów napędowych.

Stosowane są tu przekładnie

główne pojedyncze, podwójne,

dwubiegowe i złożone.

Wykorzystywane są przekładnie

walcowe, stożkowe, hipoidalne i

ślimakowe. Poszczególne mosty

wyposażone są w międzyosiowe

mechanizmy różnicowe, blokady

tych mechanizmów,

smarowanie rozbryzgowe lub

ciśnieniowe oraz inne

specyficzne dla danego

rozwiązania konstrukcje

Szeregowy układ

napędowy

przekazuje moment

obrotowy bezpośrednio do

krzyżaka

satelitów, a więc niejako

“od wewnątrz” mechanizmu

różnicowego. Wałek

wyjściowy drugiego mostu

jest osadzony wewnątrz koła

koronowego

podpartego w łożysku

stożkowym

Drugie koło koronowe

stanowi integralny element

z walcowym kołem zębatym

-przekazującym moment

obrotowy do przekładni

głównej pierwszego mostu.

Do włączenia blokady

międzyosiowego

mechanizmu różnicowego

wystarczy w tym przypadku

zwykłe sprzęgło zębate

Most z wymuszonym

smarowaniem (np. Scania).

pom

pa oleju

układ zintegrowany

Document Outline