9. PRENOSNI MEHANIZAM MOTORNIH VOZILA

Prenosni mehanizam ili transmisija služi za to da prenese obrtni moment sa radilice motora na pogoneske točkove. Pored toga uloga mu je da omogući razdvajanje motora od pogonskih točkova kada je neophodno, zatim transformirati obrtni moment, razdjeljivati ga na pogonske točkove idr.U sistem prenosnog mehanizma spadaju:- SPOJNICA, - MJENJAČ STEPENA PRIJENOSA,- KARANSKI PRIJENOS- GLAVNI PRIJENOS I - DIFERENCIJAL

9.1 SPOJNICA

Da bi se postiglo postepeno i polagano kretanje vozila, neophodno je pri pokretanju motora da on ne bude odmah opterećen pokretanjem vozila. To je i prvi zadatak spojnice koja treba da odvoji motor (odnosno spoji) od ostalog prenosnog mehanizma i pogonski točkova da bi se vozilo postepeno pokrenulo iz stanja mirovanja. Spojnica odvajajući mjenjač od motora omogućava i promjenu stepena prijenosa mjenjača koji se vrši u vožnji i uz što mirnije uključivanje i isključivanje zubčanika. Spojnaca je jedina elastična veza u sklopu prenosa snage i obrtnog momenta pa ima zadatak da motor i cijeli prenosni mehanizam štiti od udara i preopterećenja. Spojnice se međusobno razlikuju po principu rada, po konstrukciji, načinu i mogućnosti isključivanja i uključivanja, zatim po dimenzijama isl., a osnovna je podjela prema primjenjenom principu rada.Kod spojnica primjenjuju se sljedeći principi:- Princip trenja (frikcije)- Hidraulični princip i - Elektromagnetni princip.

Frikcione spojnice

Zadatak spojnice je da prenese obrtni moment uz mogućnost prekidanja prenosa obrtnog momenta po želji i potrebi. Frikcione spojnice realizuju zadatak trenjem dviju ili više ploča od kojih su jedne vezane za motor, obično zamajac, a druge za spojničku osovinu odnosno prenosni mehanizam. Za proračun frikcione spojnice mjerodavan je maksimalni obrtni moment koji motor razvija. Frikcione spojnice se prema međusobnom položaju ploča dijele na konusne i lamelaste, s tim da lamelaste imaju 2 ili više površina nalijeganja. Frikcione spojnice prema načinu ostvarenja trenja dijele

se na suhe i mokre. Suhe spojnice odlikuju se po tome da imaju obloge od ferodo materijala sa dobrim svojstvima suhog trenja. Mokre spojnice obično imaju više ploča trenja tj. lamela a trenje se ostvaruje u ulju. Kod motornih vozila najviše je u primjeni suha jednotanjirata spojnica, obično smještena između zamajca motora i mjenjača brzina tako da čeona površina zamajca motora služi kao naliježuća površina , a u zamajcu je i vodeći ležaj spojničkog vratila a na spojničko vratilo se prenosi obrtni moment motora koje ono predaje mjenjaču stepena prenosa. Spojnica se sastoji od kućišta ili poklopca, ploče za prenos obrtnog momenta ili lamele i uređaja za isključivanje spojnice. Kućište spojnice predstavlja spoljni omotač izrađen od čeličnog lima, sivog livenog gvožđa ili temper liva. Lamela, disk ili ploča spojnice je dio spojnice koji direktno prenosi obrtni moment. Sa obje strane je obložena, a obloge su iza lamele učvršćene zakivicama ili ljepljenjem.

Slika: Lamela sa prigušnim spiralnim oprugama

Uređaji za isključivanje spojnice ne rotira i sastoji se od potisnog ležaja, snadbjevanje kliznim prstenom od grafita koji se preko ogrlice i viljuške vezan za pedalu spojnice.

Uključena spojnica u punoj mjeri prenosi obrtni moment sa zamajca na spojničko vratilo. Vozač ne vrši pritisak na pedalu pa potisni ležaj naliježe na ploču za odvajanje. Između površina zamajca i potisne ploče sa jedne strane i lamele s druge strane ostaruju se veoma intenzivno suho trenje neophodno za prenošenje obrtnog momenta. Isključivanje spojnice vrši vozač pritiskom na pedalu spojnice. Pozisni ležaj koji se pri tome pomjera napred naliježe i vrši pritisak na ploču za odvajanjee, a ona potiskuje dvokrake poluge. Potisna ploča nevrši više pritisak na lemlu pa se ono odvaja od zamajca i prekida se prenos obrtnog momenta . uključivanje spojnice počinje otpuštanjem pedale. Lamela spojnice ima poseban značaj jer od mekoće njenog uključivanja zavisi miran rad i bestrzajno uključivanje i isključivanje spojnice. Poboljšanje rada spojnice sastoji se u tome da se priguši obrtno oscilovanje motora i eventualna udarna opterećenja.

Slika : Mehanizam za isključenje spojnice

Centrifugalna spojnica

Centrifugalna spojnica je kombinovana spojnica, to je tanjirasta frikcona spojnica, ali je uključivanje i isključivanje spojnice automatsko i vrši se pod dejstvom centrifugalne sile.Tegovi (ima ih obično tri) se šire pri povećanju broja obrtaja, a skupljaju se smanjenjem broja obrtaja pod dejstvom centrifugalne sile koja je proporcionalna kvadratu obodne brzine (i broja obrtaja), masi, aa obrnuto proporcionalna radijusu. Tegovi nošeni polugama imaju osovine oko kojih se mogu zarotirati, a uležištene su u poklopcu spojnice koji rotira skupa sa zamajcem. Drugi kraj poluge vrši pritisak na tanjirić opruge. Pri pokretanju motora i uopšte na vrlo malom broju obrtaja, spojnica

je isključena zbog premalog pritiska na potisnu ploču, povećanjem broja obrtaja motora dolazi d razmicanja tegova, pa i do djelovanja opreuge pod dejstvom dvokrake poluge na potisnu ploču. Lamela biva pomjerena i uklještena uz zamajac, te počinje prenos obrtnog momenta. Kako raste broj obrtaja, a s njime i snaga, sve je jači pritisak opruge na potisnu ploču, pa je i rad spojnice progresivan.

Hidraulična spojnica

Hidraulična spojnica predstavlja kombinaciju centrifugalne pumpe (1) i turbine (2), snadbjevanje ravnim radijalnim lopaticama.

Slika Hidraulična spojnica: 1-kolo pumpe, 2- kolo turbine

Broj lopatica nije jednak npr. Kolo pumpe može imati 48 lopatica, a kolo turbine 44 lopatice. Prostor izeđu kola pumpe i kola turbine je sa 85-90% ispunjen lakim mineralnim uljem. Kolo pumpe je švrsto vezano za motor odnosno zamajac, a kolo turbine za spojničko vratilo. Obrtanjem kola pumpe počinje i ulje da se obrće, jer ga potiskuju lopatice pumpe. Ulje se kreće saglasno kretanju kola pumpe, ali istovremeno se zbog djelovanja centrifugalne sile ostvaruje cirkulacija ulja od središta ka periferiji. Hidrulična spojnica nije pogodna za primjenu na običnim stupnjevanim mjenjačima brzina.

Elektro magnetna spojnica iskorištava magnetsko svojstvo metalnog praha koji se namagnetisanjem skrućuje i u stanju je da prenosi obrtni moment i može ostvariti vezu odvajanja-spajanja. Unutar zamajca smješten je vodeći valjak koji ovdje ima funkciju lamele. Između zamajca i vodećeg valjka nalazi se prstenasti prostor ispunjen metalnim prahom određene finoće zrna. Uzbuđivanje magnetskog namotaja vrši se automatski, u zavisnosti od broja obrtaja motora. Metalni prah, namagnetisanjem se stvrdne i uspostavi se čvrsta veza između zamajca i vodećeg valjka. Pri promjeni stepea prenosa, prekida se strujni krug, prah se razmagnetiše i spojnica se oslobađa, prekida se prenošenje obrtnog momenta.

MJENJAČI STEPENA PRIJENOSA

Uloga mjenjača i vrste

Mjenjač stepena prijenosa ima veoma odgovoran i složen zadatak i to:- racionalno i ekonomično korištenje snage motora zavisno od uslova eksloatacije. Mjenjač ima zadatak da karakteristike motora pretvori u poželjne vučne karakteristike vozila i da zajedno sa motorom kretanje vozila podešava obliku i vrsti puta po kojem se kreće vozilo uz najbolje moguće korištenje motora,- promjenom broja obrtaja točkova, mjenjač transformiše obrtni moment, stvarajući mogućnost za savlađivanje maksimalnog otopra puta i uspona, - daje mogućnost kretanja brzina po želji u okvirima definisanim snagom motora, vrstom prenosnog mehanizma i uslovima eksploatacije,- mora obezbjediti postizanje optimalnih ubrzanja u svakom stepena prenosa, - obezbjeđuje lako manevrisanje motornog vozila, omogućuje mu hod unazad, - daje mogućnost razdvajanje veze motora i pogonskih točkova i pri uključenoj spojnici motora. Mjenjač je tada u tzv. praznom hodu tj. nije uključen ni jedan stepen prijenosa.

Mjenjači stepena prijenosa dijele se u dvije grupe i to:- mjenjač brzina sa stepenovanim prenosom i - mjenjač sa kontinuiranim prenosom

Stepenovani mjenjači se dijele na:- mjenjač sa kliznim aksijalnim promjenjivim zubčanicima- mjenjač sa stalno spregnutim zubčanicima- planetarni mjenjači.

Zajedničko za sve stepenovane mjenjače je to da su to reduktori sa određenim brojem stepena prenosa, obično 3-6 uz 1-2 stepena za hod unazad. Njihova primjena je velika dijelom zato što su nekada oni isključivo bili u upotrebi pa ih kontinuirani sporo potiskuju, a dijelom i zato što su jednostavniji, lakše se održavaju, jeftiniji su i pouzdaniji u radu.Kontinuirani mjenjači brzina nemaju definisan broj stepena prijenosa, oni ustvari pružaju mogućnost za beskonačno mnogo stepeni prijenosa, pa vozač u svakom trnutku eksploatacije i nezna u kojem se stepenu prijenosa nalazi.Kontinuirani mjenjači brzina se dijele na: - mehaničke kontinuirane prenose- hidrauličke kontinuirane prenosnike i - električne kontinuirane prenosnike.

Bez obzira na konstrukciju, mjenjači moraju ispuniti slijedeće zahtjeve:a) omogućiti postizanje najboljih vučnih karakteristika i karakteristika potrošnje goriva vozila, pri zadatoj karakteristici motora,b) lagano komandovanje,c) bešuman rad pri uključivanju bilo kog stepena prenosa.

Stupnjevani mjenjačiOsnovni elementi koji vrše redukciju broja obrtaja kod stupnjevanih mjenjača su parovi zupčanika. Dva spregnuta zupčanika čine jednostruki zupčasti prenosnik. Prenosni odnos jednog zupčastog para je definisan veličinama prečnika ili brojem zuba oba zupčanika u zahvatu. Iz prenosnog odnosa slijedi odnos ulaznog i izlaznog broja obrtaja zupčanika, odnos ulaznog i izlaznog obrtnog momenta.Najveći stepen prenosa u mjenjaču je obično, tzv. direktni stepen prenosa (id) gdje se broj obrtaja motora direktno prenosi preko mjenjača na glavni prenos. Prenosni odnos glavnog prenosa se može označiti sa i0. Znači može se pisati da je id = 1. Pri ovim uslovima uspostavlja se i najveća brzina vozila (Vmax):

gdje je:ω – ugaona brzina obrtanja motoraωt– ugaona brzina obrtanja točka.