gora

Nasze publikacje

Artykuł zastrzeżony prawem autorskim - kopiowanie w całości bez zgody autora zabronione

Skrzynia biegów zblokowanego układu napędowego przenosi moment obrotowy poprzez jedną parę kół zębatych w przypadku wszystkich biegów do przodu oraz poprzez zespół co najmniej trzech kół zębatych dla biegu wstecznego. Koła zębate każdego biegu do przodu osadzone są na dwóch wałkach: jedno na wałku wejściowym, drugie na wałku wyjściowym skrzyni. Dla układów napędowych zblokowanych z silnikiem umieszczonym poprzecznie, przy większej ilości biegów powstaje więc problem z długością zespołu napędowego. Przestrzeń komory silnikowej jest bowiem ograniczona kształtem nadkoli mieszczących elementy niezależnego zawieszenia kół jezdnych.
Rozwiązaniem tego problemu mogło być skrócenie długości skrzyni biegów. Aby tego dokonać zwrócono się w stronę pomysłu firmy Eaton, która budowała skrzynie biegów do samochodów ciężarowych z zastosowaniem dwóch wałków pośrednich. W zblokowanej skrzyni biegów wprowadzenie dwóch równoległych wałków wyjściowych umożliwia rozłożenie na nich kół zębatych niektórych biegów, a przez to skrócenie długości całego mechanizmu. Po raz pierwszy zblokowaną skrzynię biegów do zabudowy poprzecznej z dwoma wałkami wyjściowymi zastosowali Szwedzi w firmie Volvo.
Dziś wielu producentów stosuje takie rozwiązanie w produkowanych przez siebie pojazdach.
Jak wygląda taka skrzynka przekładniowa zobaczymy na przykładzie skrzyni firmy SEAT.

Widoczna skrzynka (rys. 1) przeznaczona jest do układu napędowego zblokowanego poprzecznego z rozwinięciem napędu na 4 koła. Przystawka napędu 4x4 oznaczona jest nr 2. Korpus skrzyni biegów 1 zespolony jest z obudową sprzęgła 3 i jako jeden podzespół wykonany jest ze stopów lekkich aluminium. Zaznaczony numer na korpusie skrzyni wskazuje na kod skrzyni biegów, której przyporządkowany jest określony typ silnika.

Wewnętrzna budowa skrzyni biegów
 

Po zdjęciu obudowy skrzyni ukazuje się nam jej budowa wewnętrzna (rys. 2). Wałek główny 1 jest przedłużeniem wałka sprzęgłowego. Do niego wpływa moment obrotowy wytwarzany przez silnik. Przez zastosowanie właściwego w danej chwili połączenia wybranego koła zębatego wałka głównego z kolejnym kołem możemy uzyskać właściwe przełożenie. Zapewniają to koła zębate osadzone na dwóch wałkach pośrednich - wyjściowych. Wałek pośredni 2 zakończony małym kołem zębatym przekładni głównej obsługuje biegi: I, II, III, IV. Wałek pośredni 3 również zakończony małym kołem zębatym przekładni głównej obsługuje biegi: V, VI i wsteczny. Oba wałki są na stałe zazębione z dużym kołem zębatym 5 walcowej przekładni głównej.
Na wałku 4 osadzone są dwa koła zębate biegu wstecznego. Koła nie przesuwają się, a włączenie biegu wstecznego realizowane jest przez synchronizator osadzony na wałku pośrednim 3. Wałek kół zębatych biegu wstecznego podparty jest w obudowie skrzyni biegów na łożyskach igiełkowych. Przedstawiają to rysunki 3 i 4.
 

rys. 3 i 4 - umiejscowienie biegu wstecznego

Mechanizm 6 (rys. 2) wybierający poszczególne biegi  zbudowany jest w formie dwóch zestawów wodzików z widełkami, połączonych specjalnym wałkiem wybierającym, o którym jest mowa w dalszej części artykułu.
Wszystkie koła zębate skrzynki biegów są kołami walcowym o zazębieniu skośnym, zazębionymi na stałe. Wszystkie biegi są zsynchronizowane. Moment obrotowy przenoszony jest do przekładni głównej zawsze za pomocątylko jednego wałka pośredniego. Kład skrzyni biegów dający lepsze spojrzenie na jej układ przedstawia rysunek 5.

Biegi realizowane przez wałek pośredni 2 (rys.2) to:

Biegi realizowane przez wałek pośredni 3 (rys.2) to:

rys. 10 - przebieg momentu obrotowego dla biegu piątego W zależności od wersji silnika możliwe przełożenia to: 43:36 = 1,194 34:31 = 1,097         31:34 = 0,912 (TDi)

rys.11 - przebieg momentu obrotowego dla biegu piątego W zależności od wersji silnika możliwe przełożenia to: 39:40 = 0,975 31:34 = 0,912         28:37 = 0,757 (TDi)

rys. 12 - przebieg momentu obrotowego dla biegu wstecznego W zależności od wersji silnika możliwe przełożenia to:        31:11 x 23:14 = 4,630 (TDi) 30:12 x 23:14 = 4,107 34:14 x 23:14 = 3,990

Warto zwrócić uwagę na wielkość przełożenia poszzególnych biegów. Dla wersji silnikowej TDi przełożenie przyspieszające czyli nadbieg wprowadzono już dla biegu czwartego. Wynika to z przebiegu charakterystyki momentu obrotowego dla tego silnika, która ma płaski przebieg, co pozwala wykorzystać już  niższe prędkości obrotowe wału korbowego. Dla wersji benzynowych tylko bieg szósty ma przełożenie przyspieszające.

Sterowanie skrzynką biegów

Mechanizm sterujący skrzynką biegów składa się z dwóch sprzężonych z sobą mechanizmów: wewnętrznego i zewnętrznego. Sterowanie omawianą skrzynką biegów ma charakter sterowania odległościowego, co oznacza, że dźwignia zmiany biegów jest oddalona od skrzynki biegów i połączona z jej mechanizmem wewętrznym za pomocą elementów pośrednich. W tym przypadku są to dwie linki stalowe w pancerzach. Jedna z nich włącza biegi, druga ustalenie wybieraków w pozycji luzu naprzeciw przesuwki wybieranego biegu.

Mechanizm wewnętrzny

rys. 13 - wewnętrzny mechanizm zmiany biegów

Z uwagi na dwa wałki pośrednie wyposażone w dwie tuleje przesuwne synchronizatorów każdy, zastosowano układ widełek wyłączających 4 (rys. 13) osadzonych na czterech wodzikach umieszczonych w dwóch różnych miejscach korpusu skrzyni. Dla umożliwienia sterowania wszystkimi widełkami oraz umożliwienia zamontowania zabezpieczenia przed włączeniem dwóch biegów jednocześnie, zastosowano dodatkowy wspólny wałek wybierający 1 z dwoma wybierakami o takiej konstrukcji, która umożliwia poruszanie się tylko jednego wybieraka w przesuwkach widełek obsługujących synchronizatory jednego z wałków pośrednich. Zatrzaski kulkowo-sprężynkowe 5 ustalają położenie biegów oraz zabezpieczają przed ich samoczynnym wyskakiwaniem. Obsługują zarówno wodziki 3 jak i wałek wybierający 1. Zatrzaski są montowane od zewnątrz korpusu. Ich umiejscowienie w korpusie przedstawia rys. 14.
 

rys. 14 - Zatrzaski kulkowo-sprężynkowe w korpusie skrzynki biegów

Mechanizm wewnętrzny połączony jest z zespołem dźwigni zmiany biegów przy pomocy dwóch linek w pancerzach. Na korpusie skrzyni zamontowany jest zespół dźwigienek reagujących w odpowiednich kierunkach na ruch cięgien.
Przedstawiają to rys. 15 i 16
 

rys. 15 - Połączenie mechanizmu zewnętrznego strowania skrzyni z mechanizmem wewnętrznym

Dźwigienka 1 (rys. 16) poruszana cięgnem ma za zadanie włączanie wybranego biegu. osadzona jest na wałku wybieraka i wprawia go w ruch obrotowy. Dzięki temu wybierak może przesunąć odpowiednio przesuwkę sprzężoną z widełkami. Następuje włączenie biegu.
Dzwigienka 2 (rys. 16) poruszana sąsiednim cięgnem ma za zadanie poosiowe przesuwanie wałka wybieraka, co spowoduje  wsunięcie jednego z wybieraków w przesuwki obsługujące biegi I-II-III-IV albo V-VI-R.
Kinematykę ruchów wszystkich elementów układu sterowania przedstawiają rysunki 17 i 18.
 

Zespół dźwigni zmiany biegów (rys.19) stanowi samodzielny moduł montażowy. Dźwignia wykazuje swobodę 3D, gdzie stopień swobody wzdłuż osi z wykorzystuje się do zabezpieczenia biegu wstecznego. Dodatkowa dźwigienka przełączająca w kształcie kątownika umożliwia napędzanie cięgna uruchamiania sterowania skrzynką w zakresie ustawienia luzu. (Porównaj z układem kinematycznym z rys. 17). Korpus zespołu dźwigni wykonany z twardego tworzywa sztucznego eliminuje czynności obsługowe w okresie eksploatacji pojazdu.
Ponadto zaletą rozwiązania odległościowego sterowania przy pomocy linek jest całkowite odizolowanie drgań skrzyni od dźwigni zmiany biegów, a więc od kabiny pasażerskiej.
 

Włączanie biegu wstecznego musi być sygnalizowane kierowcy, że wykonuje taką operację. Zespół dżwigni zmiany biegów zapewnia takie zabezpieczenie. Przegub kulowy dźwigni jest drążony, co umożliwia jej poosiowy ruch. Dźwignia u dołu zakończona jest kształtowym językiem, który podczas ruchów dźwigni w kierunku 2 (rys. 20) opiera się o zderzak obudowy. Przed włączeniem biegu wstecznego kierujący pojazdem w pierwszej kolejności wykonuje ruch wciskający dźwignię w dół (1), co powoduje, że język omija zderzak. Ruch dźwigni w kierunku R może zostać wykonany.
 

Wałek główny przedstawionej skrzynki biegów napędzany jest przez tradycyjne sprzęgło cierne, a w niektórych modelach dla ograniczenia przenikania drgań silnika do układu przeniesienia napędu zastosowano dwumasowe koło zamachowe.

Wykorzystano rysunki z materiałów szkoleniowych firmy SEAT.
 

początek strony