1

Zinner Gyrgy

GPJRMVEK ERTVITELI BERENDEZSEI

Tanknyvmester Kiad 2005

2

Zinner Gyrgy Gpjrmvek ertviteli berendezsei

Tanknyvmester kiad 2005

3

TARTALOMJEGYZK Bevezets. 1. Gpjrmvek ertviteli rendszernek feladatai, f rszei, elrendezsi vltozatai. 1.1. Hts kerk hajts 1.1.1. Orrmotoros hajts 1.1.2. Tolcsves hajts 1.1.3. Farmotoros hajts 1.1.4. Kzpmotoros hajts 1.1.5. Padl alatti hajts 1.2. Els kerk hajts (fronthajts) 1.3. sszkerk-hajts 1.3.1. lland sszkerk-hajts 1.3.2. Bekapcsolhat sszkerk-hajts 2. A tengelykapcsolk 2.1. A gpjrm tengelykapcsolk feladata, csoportostsi szempontjai, csoportostsa, konstrukcis vltozatai. 2.2. Mechanikus (srldsos) tengelykapcsolk szerkezete s mkdse. 2.2.1. A mechanikus tengelykapcsolkkal szemben tmasztott mszaki kvetelmnyek. 2.2.2. A kpos tengelykapcsolk. A kpos tengelykapcsolval tvihet nyomatk szmtsa. 2.2.3. Egytrcss szraz tengelykapcsolk szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai. 2.2.4. A kttrcss szraz tengelykapcsolk szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai. 2.2.5. A tbbtrcss (lamells) tengelykapcsolk szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai. 2.2.6. A mechanikus tengelykapcsolk mkdtet (kiemel) szerkezeteinek konstrukcis vltozatai. 2.2.7. Mechanikus tengelykapcsolk mretezse. 2.2.8. A centrifuglis (nmkd) tengelykapcsolk szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai. 2.3. Hidrodinamikus tengelykapcsolk. 2.3.1. A hidrodinamikus tengelykapcsolk szerkezete mkdse, konstrukcis vltozatai. 2.3.2. A hidrodinamikus tengelykapcsol tulajdonsgai. 2.3.3. A hidrodinamikus tengelykapcsolk mretezse. 2.4. Viszk kapcsolk szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai, alkalmazsi terletei. 2.5. Tengelykapcsolk automatikus vezrlse.

4

2.5.1. Hidraulikus vezrls automatikus tengelykapcsolk. 2.5.1.1. Elektro hidraulikus tengelykapcsol szerkezete, mkdse. 2.5.1.2. Cuplomatic kapcsol szerkezete, mkdse. 2.5.2. Pneumatikus vezrls automatikus tengelykapcsolk. 2.5.2.1. Vkuummal mkdtetett automata tengelykapcsol szerkezete, mkdse. 2.5.2.2. Srtett levegvel mkdtetett automata tengelykapcsol szerkezete, mkdse. 2.5.2.3. Elektromos rammal mkdtetett automata tengelykapcsol szerkezete, mkdse. 2.5.2.4. Kombinlt vezrls automata tengely-kapcsol szerkezete, mkdse. 3. Sebessgvlt mvek. 3.1. A sebessgvltmvek feladatai 3.2. A sebessgvlt mvek mdostsa, mdosts fokozatai 3.2.1. A mdostsi fokozatok, a fokozat ugrs meghatrozsa 3.3. A differencilmvek mdostsa 3.4. Gpjrmvek menetteljestmny- s voner diagramja 3.4.1. Menetteljestmny diagram 3.4.2. Voner diagram 3.4.3. Fajlagos voner (NFD) diagram 3.5. Sebessgvltmvek csoportostsi szempontjai s csoportostsa 3.6. Mechanikus sebessgvltmvek szerkezete s mkdse 3.6.1. Fogaskerekes sebessgvltmvek 3.6.1.1. Tolkerekes sebessgvltm 3.6.1.2. Tolhvelyes sebessgvltm 3.6.1.3. Krms kapcsols sebessgvltmvek 3.6.1.3.1. Homlokfogazs krms kapcsolk 3.6.1.3.2. Tolhvelyes krms kapcsolk 3.6.1.4. Vonkes sebessgvltm 3.6.1.5. Motorkerkprok sebessgvltmvei 3.6.1.6. Szinkronizlt sebessgvltmvek 3.6.1.6.1. A szinkronizl berendezssel szemben tmasztott mszaki kvetelmnyek 3.6.1.6.2. Egyszer szinkronizl berendezsek 3.6.1.6.3. Reteszelt szinkronizl berendezsek 3.6.1.6.4. Tbblemezes, lamells kapcsolk 3.6.2. Szabadon fut szerkezetek 3.6.3. Mechanikus sebessgvltmvek kapcsol szerkezetei 3.6.3.1. A kapcsol szerkezetek rgztsnek konstrukcis vltozatai

5

3.6.3.2. A kapcsol szerkezetek reteszelsnek konstrukcis vltozatai 3.6.3.3. A megfelel sebessgfokozat kivlasztsa s kapcsolsa 3.6.3.4. A sebessgvltst segt szervo berendezsek szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozata 3.6.4. Nehz tehergpjrmvek sebessgvltmvei 3.6.4.1. Gyorst eltttel elltott sebessgvltmvek szerkezete, mkdse, a fokozatok kapcsolsa 3.6.4.2. Szorzvltval elltott sebessgvltmvek szerkezete, mkdse, a fokozatok kapcsolsa 3.6.5. A norml fogaskerekes sebessgvltmvek szerkezeti egysgeinek konstrukcis vltozatai 3.6.5.1. Sebessgvlt hz 3.6.5.2. Tengelyek, csapgyak, csapgy beptsi irnyelvek 3.6.6. Bolygmves sebessgvltk 3.6.6.1. Bels fogazs bolygmvek 3.6.6.2. Tbbfokozat bolygmves sebessgvlt 3.6.6.3. Kls fogazs bolygmvek 3.6.6.4. A T Ford bolygmves sebessgvltja 3.6.6.5. A bolygmves sebessgvltk szerkezeti egysgeinek konstrukcis vltozatai 3.6.7. Fokozat nlkli mechanikus sebessgvltmvek 3.6.7.1. Variomatic vlt 3.7. Hidraulikus sebessgvltmvek 3.7.1. Hidrosztatikus sebessgvltmvek 3.7.2. Hidrodinamikus nyomatkvlt mvek 3.7.2.1. Komplex hidrodinamikus nyomatkvlt 3.7.2.2. Tbbfzis komplex hidrodinamikus nyomatkvltk 3.7.2.3. Direkt kapcsols hidrodinamikus nyomatkvlt 3.8. Automata sebessgvltk 3.8.1. A hidromechanikus sebessgvlt szerkezete, mkdse, vezrlse. 3.8.2. A hidrodinamikus nyomatkvlt s mechanikus bolygmves sebessgvlt szerkezete, mkdse. 4. Kardntengelyek, homokinetikus csuklk 4.1. Kardncsuklk konstrukcis vltozatai. 4.1.1. A Hook csukl (kardnkeresztes csukl) 4.1.2. A Hardy trcsk 4.1.3. Gumibettes csuklk 4.1.4. Homokinetikus kardncsuklk 5. Differencilmvek. 5.1. A differencilmvek feladata.

6

Szimmetrikus differencilmvek szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai. 5.2.1. A szimmetrikus differencilmvek szgsebessg, nyomatk s teljestmny viszonyai egyenes menetben, kanyarban, az egyik kerk kiprgsekor, illetve ha a differencil hz ll. 5.2.2. A kpkerekes differencilmvek nyomatk s teljestmnyviszonyai a bels srlds figyelembevtelvel 5.2.3. Vonerk megoszlsa fordulskor 5.2.4. Homlokkerekes differencilm 5.2.5. Differencilzrak szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai. 5.3. nzr differencilmvek szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai 5.4. Nvelt bels srlds differencilmvek szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai. 6. Osztmvek, vghajtsok. 6.1. Osztmvek feladata, szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai. 6.1.1. Fogaskerekes osztmvek 6.1.2. Differencilmves osztmvek 6.1.2.1. Aszimmetrikus differencilmvek 6.2. Vghajtsok feladata, szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai. 6.2.1. Harnt hajtmvek szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai. 6.2.2. Oldalhajtmvek 6.2.3. Tengelyhidak 7. Irodalomjegyzk

5.2.

7

Bevezets.A kzti gpjrmvek s ezen bell a kzti gpjrmvek ertviteli berendezsei (hajts lncai), napjaink egyik legdinamikusabban fejld technikja. gy van ez haznkban s klfldn egyarnt. Egyik naprl a msikra jelennek meg a piacon jabbnl jabb kzti gpjrm tpusok, plnek, terjeszkednek a vilgban a hatalmas multinacionlis cgek autgyrai, amelyek nagy darabszmban, kihasznlva a tmeggyrts elnyeit, lltjk el a legkorszerbb gyrt- s anyagmozgat eszkzk, mondhatnnk gyrt rendszerek alkalmazsval, a kzti gpjrmvek f darabjait, alapvet szerkezeti elemeit, rszegysgeit. Ez a fejlds nem kerlte el haznkat sem. Olyan nagy multinacionlis cgek, mint a Suzuki, az Opel, az Audi, a Ford, a Denso nagyszm szakembert foglalkoztat, autkat s rszegysgeket gyrt zemei telepltek haznkba. Ezek a gyrak, zemek, fejlett gyrt rendszereikkel, logisztikai rendszerkkel, infrastruktrjukkal, egy j munka kultrt is hoztak haznkba. Jelen tanknyv, e fejldsben, fejlesztsben rszt vllal, a jv szakemberei kzpfok kpzshez kvn segtsget nyjtani. A nagyszm bra, a szerkezeti s mkdsi lersok biztostjk, hogy a viszonylag bonyolult szerkezeti elemekbl ll ertviteli rendszer felptse, megismerhet, megrthet legyen. A tanknyv rszletesen foglalkozik a klnfle tengelykapcsolkkal, sebessgvlt (nyomatkvlt) mvekkel, kardntengelyekkel, homokinetikus csuklkkal, osztmvekkel, differencilmvekkel, vghajtsokkal, azok konstrukcis vltozataival, csoportostsukkal, szerkezetkkel, mkdskkel, a velk szemben tmasztott mszaki kvetelmnyekkel. Ez a tanknyv jellegzetesen szerkezettannal foglalkozik. Tbb ves oktatsi tapasztalatomra is hivatkozva mondhatom azt, hogy a tma tanulmnyozsa sorn, egy-egy szerkezet megismersnek leghatkonyabb mdja, a szerkezet nll lerajzolsa segdeszkzk hasznlata nlkl. Ez a tanulsi folyamat a szerkezet mkdsnek megrtsn tl, nagymrtkben segti a mszaki kommunikci nyelvnek, a gprajznak az alkot alkalmazst is. A tma hatkony tanulmnyozsnak felttele az alapvet matematika, fizika, mechanika, gprajz-gpelemek eltanulmnyok meglte. A tanknyv rszletes irodalomjegyzke, a tma tanulmnyozsnak tovbbi szles lehetsgeit is biztostja. Ez ton is szeretnk ksznetet mondani dr. Kgl Tibor docens rnak a tanknyv elksztsben nyjtott segtsgrt s a tanknyv gondos szakmai lektorlsrt. A szerz

8

1. Gpjrmvek ertviteli rendszernek feladatai, f rszei, elrendezsi vltozatai. A gpjrmvek ertviteli rendszernek alapvet feladata a klnfle motorok ltal ellltott hajt nyomatk, hajt teljestmny eljuttatsa a hajtott kerekekhez. A hajtott kerekek tapad srldssal kapcsoldva az tburkolathoz. A kerekeken jelentkez hajt nyomatk a tapad srlds rvn alakul a burkolatra hat hajterv. Ennek a srld ernek kell biztostania, klnfle menetviszonyok esetn, a gpjrm grdl ellenllsnak, a gyorstsnak, a lgellenllsnak, az emelkedn halad gpjrm hajtshoz szksges megnvekedett vonernek, egyszval a menetellenllsoknak a legyzst. A gpjrmvek ertviteli rendszernek f rszei a kvetkezk: a motor s az ertviteli rendszer ssze s sztkapcsolst, a nyomatk tvitelt biztost tengelykapcsol a haladsi sebessg s a motor fordulatszm s nyomatki viszonyait szszehangol sebessgvlt a rugzott felptmny, melynek a hajt motor is a rsze, valamint a kevsb rugzott felfggeszts kztt kialakul hajtsi szg s tvolsg vltozst thidal szghiba mentes hajtst biztost kardntengelyek s homokinetikus csuklk ngy, vagy tbb kerekes hajtsok esetn a hajt teljestmnyt, nyomatkot a tengelyekre eloszt osztmvek a hajtott kerekek csszsmentes grdlst kanyarban is biztost harnthajtmvel, vagy egy lland mdostssal elltott differencilmvek nagy teherbrs tehergpjrmvek, illetve vontatk esetn a hajtott kerekeknl beptett vghajtsok A gpjrmvek ertviteli rendszernek itt felsorolt rszei a gpjrmvn bell igen vltozatos elrendezsben kerlnek beptsre. A tovbbiakban egyszerstett brkon, a leggyakoribb elrendezsi vltozatok ismertetsre kerl sor. 1.1. Hts kerk hajts 1.1.1. Orrmotoros hajts Az orrmotoros hajtsnl a hajt motor ltalban az els tengely felett, ritkbban eltte, vagy kevssel mgtte helyezkedhet el. A motor ftengelye szinte kizrlag a halads irnyval prhuzamos. Az elrendezs elnye, hogy az ell elhelyezett motor htse egyszerbb, valamint frontlis tkzsek esetn a motor s a motorhz deformcija nmileg fokozza az utastr vdelmt. Htrnya az utastr alatt hzd kardnalagt utastr cskkent hatsa. Ennl az elrendezsnl a gpjrm slypontja tbbnyire az els tengelyhez kerl kzelebb, ezrt kanyarban az els kerekek fvott gumikpenyei jobban deformldnak, nagyobb az gynevezett kszsi szgk. Az ilyen elrendezs gpkocsik tbbnyire alulkormnyzottak, nagyobb sugar ven fordulnak, mint az a kormny szgllsbl kvetkezne. Ez vezetsi szempontbl inkbb kedveznek mondhat, szemben a tlkormnyzott gpjrmvekkel.

9

Az orrmotoros htskerk hajts elrendezsei a kvetkez brkon lthatk:

1. 1 bra Htskerk hajts orrmotorral Az 1. 1. brn a motor az els tengely fltt helyezkedik el. A motorhoz, annak ftengelyn lv lendkerkhez csatlakozik az oldhat tengelykapcsol. A tengelykapcsol meghajtja a hozz kapcsold sebessgvlt bemen tengelyt (nyeles tengely). A sebessgvlt kimen tengelyhez csatlakozik a kardntengely, melynek msik vge hajtja a differencilmvel egybe ptett harnthajtmvet. A differencilm kt napkereke a fltengelyekre vannak kelve. A fltengelyek viszik t a nyomatkot a hajtott kerekekre. Ez az elrendezs lthat az 1-2 brn lthat blokksmn is.

1. 2 bra Htskerk hajts orrmotorral. Blokksma. 1.1.2. Tolcsves hajts A tolcsves hajts elrendezsnl a motor s a tengelykapcsol az els tengely felett helyezkedik el. A sebessgvlt s a differencilm egy blokknt a hts tengely felett helyezkedik el. A motort s a sebessgvlt-differencilm blokkot nagyszilrdsg aclcs kti ssze, mely csavarokkal rgztett karimkkal kapcsoldik a motorhoz s a sebessgvlt s differencilm blokkhoz. Ez a tolcs. Ez a tolcs merev hajt egysgg egyesti a motort s a teljes ertviteli rendszert. A tolcsben, viszonylag hossz, de karcs tengely forog, koncentrikusan a tolcsvel. Fordulatszma megegyezik a motor fordulatszmval. Ez viszi t a hajt nyomatkot, hajt teljestmnyt a sebessgvlt bemen tengelyre. A hajt egysg a gpjrm rugzott tmegnek rsze. Ezzel a kevsb rugzott tmeg kisebb, amely javtja az utazsi komfortot. A differencilmbl a hajt nyomatkot a kerekekre a szghajtst is biztost fltengelyek viszik t. Az elrendezs elnyei az orrmotor vonatkozsban a hatkony s egyszer hts, a mereven sszeptett, sszekttt motor s ertviteli rendszer frontlis s

10

rfutsos tkzs esetn egyarnt nveli a kocsiszekrny passzv biztonsgt. Tovbbi elnye, hogy a motor s az ertviteli rendszer elrendezse miatt a gpjrm slypontja a tengelytvolsg felnl helyezkedik el, mely a legkedvezbb, az gynevezett semleges kormnyzsi tulajdonsgokat eredmnyezi, vagyis a kanyarban az v sugara minden sebessgnl azonos s megfelel a mindenkori kormny szgllsnak. A tolcsves hajts elrendezse lthat az 1-3. brn.

1. 3 bra Tolcsves ertviteli rendszer elrendezse 1.1.3. Farmotoros hajts. A farmotorok a hajtott hts tengely fltt esetleg mgtt vannak elhelyezve. A motor, a tengelykacsol, a sebessgvlt a differencilm rendszerint egy blokkot kpez. Bokszer motor alkalmazsa esetn ez a motor ertvitel blokk helyignye, fleg kereszt irny elrendezse esetn nagyon kicsi is lehet. Elnye, hogy elmarad az utastr knyelmt cskkent kardn alagt. Htrnya a csomagtr lecskkent mrete, a motorhts bonyolultabb megoldsi lehetsgei, az zemanyag tartly elhelyezsi nehzsgei. Legkedveztlenebb tulajdonsga a nagyon nehezen korriglhat tlkormnyozottsg (autversenyzk szeretik). A gpjrm slypontja a hajtott hts tengelyhez kerl kzelebb. Nagy sebessg kanyarban ezrt a fvott gumikerekek a hts kerekeken jobban deformldnak, vagyis a kszsi szgk nagyobb, mint az els kerekek. Ebbl kvetkezik, hogy nagysebessg kanyarvtelnl a gpkocsi a kormnyszg-llsnl kisebb sugar ven fordul. Ez norml zemmenetben nehezen korriglhat, ezrt szemlygpkocsiknl ritkn alkalmazzk. (VW bogr, Polski Fiat stb.) Az 1-4. brn egy farmotoros htskerk hajts elrendezse lthat.

1. 4 bra Farmotoros htskerk hajts elrendezse Az 1-5. brn egy kzs blokkban elhelyezett farmotoros hajts blokksmja lthat.

11

1. 5 bra Kzs blokkban elhelyezett farmotoros hajts blokksmja 1.1.4. Kzpmotoros hajts Sportkocsiknl s versenyautkban alkalmazott ertviteli elrendezs. Elnye a slypont kedvez, a semleges kormnyzsi tulajdonsgokat biztost elhelyezkedse. Htrnya a bonyolultabb htrendszer, az utasteret szkt elrendezsi helyzet, a motor s az ertviteli berendezsek nehezen hozzfrhetk. Tovbbi htrnya az utastr passzv biztonsgt is cskkent deformcis elnyel znk cskkense. Az 1. 6 brn egy kzpmotoros motor s ertviteli rendszer lthat.

1. 6 bra Kzpmotoros motor s ertviteli rendszer A motor, a tengelykapcsol, a sebessgvlt, a harnthajtm a differencilmvel egy blokkot kpez s a hts hajtott tengely eltt kerl elhelyezsre. A hajtegysg a gpjrm rugzott tmegnek a rsze. A hts kerekeket a szghibtl mentes nyomatk tvitelre alkalmas, a differencilm napkerekeihez csatlakoz fltengelyek hajtjk meg. 1.1.5. Padl alatti hajts Alapveten autbuszok s tehergpjrmveknl alkalmazott elrendezs. Ennek az elrendezsnek sok elnye van. Tbbek kztt elny az alacsonyan elhelyezked slypont, a j helykihasznls, a tengelyterhels kedvez elosztsa, a motorhoz s az ertviteli rendszerhez val egyszer s knny hozzfrs. Az 1. 7. brn egy autbusz padl alatti hajts elrendezse lthat.

12

1. 7. bra Autbuszok padl alatti hajts elrendezse 1.2. Elskerk hajts (fronthajts) Elskerk hajts (fronthajts) esetn a motor, tengelykapcsol, sebessgvlt s differencilm egyetlen egysget, blokkot kpez. Ez a motor s ertviteli blokk, hajts egysg, elhelyezse trtnhet az els tengely eltt, az els tengely felett, illetve az els tengely mgtt. Elhelyezse lehet hosszirny ( a motor ftengelye prhuzamos a jrm haladsi irnyval), illetve keresztirny (a motor ftengelye merleges a jrm haladsi irnyra). Hts tengely feletti hajtegysg elrendezs s elskerk hajts (fronthajts) igen ritkn fordul el, de mint lehetsg szba jhet. Az elskerk hajts (fronthajts) szmos elnnyel rendelkezik. Az egy blokkba ptett hajt egysg (motor plusz ertviteli rendszer) tmege kicsi, a hajt nyomatk, teljestmny a legrvidebb ton jut a motortl a kerekekhez, nincs szksg az utastr knyelmt cskkent kardnalagtra. A motor kereszt irny elhelyezse esetn a harnthajtst egyszer homlokfogaskerk-pr helyettesti. Ennl az elrendezsnl a motortr halads irny mrete cskkenthet, amivel cskken a kocsiszekrny els tengely eltti tlnylsa, nvelhet azonos tengelytv s kocsiszekrny (karosszria) mretek esetn az utastr nagysga s egyben az utazsi komfortja. Tovbbi elnye, hogy a hajts a gpkocsit nem tolja, hanem hzza, mely elny klnsen csszs ton, kanyarban s emelkedn rvnyesl. Htrnya, hogy a fltengelyek kormnyzott kerekeket hajtanak meg, ezrt a szghibtl mentes hajtst viszonylag bonyolultabb gynevezett homokinetikus csuklkkal felszerelt fltengelyekkel lehet megoldani. Az 1. 8 brn egy elskerk hajts (fronthajts) lthat. A motor hosszirny, az els tengely eltti elrendezsvel. Jl lthat, hogy ennl az elrendezsnl a kocsiszekrny tlnylsa nagy.

1. 8 bra Elskerk hajts, a motor hosszirny, az els tengely eltti elrendezsvel

13

Az 1. 9 brn szintn elskerk hajts (fronthajts) lthat, a motor szintn hosszirny elrendezs, de a hajtsblokk slypontja az els tengely fltt helyezkedik el, ami cskkentheti a jrm alulkormnyozottsgt, a kocsiszekrny tlnylst.

1. 9 bra Elskerk hajts a motor hosszirny, az els tengely feletti elrendezsvel Az 1. 10 brn szintn elskerk hajts (fronthajts) lthat, a motor keresztirny elrendezs, a hajtsblokk slypontja az els tengely fltt helyezkedik el, ami cskkentheti a jrm alulkormnyozottsgt, ersen cskkenti a kocsiszekrny tlnylst.

1. 10 bra Elskerk hajts (fronthajts), a motor keresztirny elrendezs, a hajtsblokk slypontja az els tengely fltt 1.3. sszkerk hajts 1.3.1. lland sszkerk hajts Az lland sszkerk hajts esetn mind az els, mind a hts tengely hajtott. Az els s a hts tengelyeken lv kerekek csszsmentes grdlst, eltr fordulatszmt klnfle konstrukcis kialakts kzponti differencilm, gynevezett osztm, vagy viszko tengelykapcsol biztostja, megakadlyozva a hajtslncban, az esetleges fordulatszm klnbsgekbl add befeszlseket, illetve a kerekek rendellenes kopst. A klnfle tengelyeken lv kerekek csszs- s kiprgs mentes grdlse a gpjrm menetstabilitsnak nagyon fontos felttele. A ngy hajtott kerken keresztl, kiprgs nlkl azonos tapad srlds esetn lnyegesen nagyobb kerleti er gyorsthatja, ezen tl javul az sszkerk hajts gpjrmvek terepjr kpessge is. Az 1. 11 brn egy sszkerk hajts szemlygpkocsi motor s ertviteli rendszernek elrendezse lthat.

14

1-11. bra sszkerk hajts szemlygpkocsi motor s ertviteli rendszernek elrendezse Az 1. 12 brn egy sszkerk hajts szemlygpkocsi motor s ertviteli rendszernek blokksmja lthat.

1. 12 bra sszkerk hajts szemlygpkocsi motor s ertviteli rendszernek blokksmja Az 1. 13 brn sszkerk hajts tehergpjrm ertviteli rendszernek elrendezse lthat.

1. 13 bra sszkerk hajts tehergpjrm ertviteli rendszernek elrendezse 1.3.2. Bekapcsolhat sszkerk hajts Vannak olyan sszkerk hajts konstrukcik ahol az els, vagy a hts kerkhajts ki-be kapcsolhat. A sebessgvlt hzra csavarozott osztmvn keresztl egy-egy kardntengely vezet az els, illetve a hts tengely elhelyezett harnthajtmvel egybeptett differencilmvekhez. Gyakran, a jobb terepjr kpessg biztostsa rdekben a differencilmvek differencilzrral is el vannak ltva, esetleg a kt fltengely egymshoz kpesti elmozdulst, de az egyik kerk kiprgsnek megakadlyozst viszko tengelykapcsolk beptsvel oldjk

15

meg. Kzponti differencilm, osztm, hinyban szraz ton az sszkerk hajtst nem szabad bekapcsolni. A tengelyhajts ki-be kapcsolsra a tengelyagyakban elhelyezett, kapcsolhat szabadonfut berendezsek szolglnak. Viszko tengelykapcsolk alkalmazsa esetn a msodik tengely hajtsa automatikusan, a kt tengely kztti jelents fordulatszm eltrs esetn kapcsoldik be. A viszko tengelykapcsolk alkalmazsa lland sszkerk hajts esetben is gyakori. Nagy tehergpjrmveken, haszongpjrmveken alkalmazott osztmvek a hajt nyomatk, teljestmny elosztsn tl egy lland nagy lasst mdostst is tartalmaznak. Az els tengely hajtst csak nehz terepviszonyok kztt, ers emelkedkn kapcsoljk be. Hrom, vagy tbb tengelyes felfggesztsek esetn alapveten a tengelyhajtsok ktkonstrukcis elrendezse szoksos: Az egyik a prhuzamos hajts. A prhuzamos hajtsnl minden tengelyt az osztmhz kapcsold, s a tengelyeken lv harnthajtmvel egybe ptett differencilmvet meghajt kardntengely vgzi. Az 1. 14 brn egy hromtengelyes prhuzamos hajts blokksmja lthat, kiegsztve a kerkagyakban elhelyezett, lland lasst mdostst biztost vghajtmvekkel.

1. 14 bra Hromtengelyes prhuzamos hajts blokksmja vghajtmvekkel A msik, hrom, vagy tbbtengelyes hajts igen gyakran alkalmazott elrendezsi vltozata az gynevezett tandemhajts. Ennl a kt hts tengely hajtst gy oldjk meg, hogy a sebessgvltbl, hromtengelyes sszkerk hajts esetn az osztmbl meghajtott kardntengely a kzps hts tengely harnthajtssal egybeptett differencilmvt hajtja meg. A msik hts tengely hajtst, a kzps hts tengely differencilmvvel sszekttt kardntengelyen keresztl nyeri, ahogy ez az 1. 15, illetve az 1. 16 brn is lthat.

16

1. 15 bra Kt hts tengely soros, gynevezett tandem meghajtsnak blokksmja Az 1. 16 brn egy hrom hajtott tengely tehergpjrm ertviteli rendszernek elrendezse lthat. A hts ikertengely tandem meghajts.

1.16 bra Hrom hajtott tengely tehergpjrm ertviteli rendszernek elrendezse. A hts ikertengely tandem meghajts. Ellenrz krdsek:9 Az ertviteli rendszer szerepe, feladata, elrendezsi vltozatai.

17

2. A tengelykapcsolk Tengelykapcsolnak pontosabban ftengelykapcsolnak a gpjrmvek motorja s a sebessgvltja kztt elhelyezett oldhat tengelykapcsolt nevezzk. E ftengelykapcsolrl a tovbbiakban, mint tengelykapcsolrl (kuplungrl) azrt beszlnk megklnbztetett mdon, mivel a gpjrmvekbe tovbbi, tbb oldhat, vagy nem oldhat, merev, vagy rugalmas tengelykapcsolk is beptsre kerlnek. Pldul a sebessgvltk szinkronizl berendezsnek fontos rszeleme a kls, vagy bels kpos oldhat tengelykapcsol. Nagyon gyakran kerl alkalmazsra gpjrmvek fltengelyeinl a rugalmas, szghajtst is biztost Hardy trcsa is. 2.1. A gpjrm tengelykapcsolk feladata, csoportostsi szempontjai, csoportostsa, konstrukcis vltozatai.

A ftengelykapcsol, tovbbiakban tengelykapcsol (kuplung) feladata a motor ltal ellltott hajt teljestmny, hajt nyomatk zembiztos tvitele a motor teljes teljestmny, illetve nyomatk tartomnyban a motor ftengelyrl a nyomatkvlt (sebessgvlt) bemen tengelyre. A tengelykapcsol tovbbi fontos feladata a motor s a sebessgvlt tmeneti sztkapcsolsa indtskor, illetve sebessgvltskor. Az zembiztos nyomatktvitel biztostsa mellett, ugyanakkor a tengelykapcsolnak biztostania kell a motor s az ertviteli rendszer tlterhelsek elleni vdelmt, gy, hogy extrm nagy terhelsek esetn megcsszik. Azaz a tengelykapcsolk feladatai rviden a kvetkezk: A motor maximlis nyomatknak zembiztos tvitele a nyomatkvltra (sebessgvltra) A sima, lgy, rngats mentes indts biztostsa, gy, hogy a forg motor ftengelyhez kapcsold lendkerk s az ll sebessgvlt bemen tengelye kztti fordulatszm klnbsget csszssal egyenltse ki Sebessgvltskor a gyors sztkapcsols s a kapcsols utni sszekapcsols biztostsa A belsgs motorok zembl ered torzis lengsek csillaptsa Extrm nagy terhelsek eset a tengelykapcsol megcsszsa, a motor, illetve az ertviteli rendszer mechanikus vdelme A gpjrmvek tengelykapcsoli alaphelyzetben zrt (bekapcsolt) llapotban vannak, melynek oldst a gpjrm vezetje vgzi. A tengelykapcsol oldsa ltalban a tengelykapcsol pedl (kuplung) lenyomsval trtnik. A tengelykapcsol pedl mkdtetst a gpkocsivezet bal lbval vgzi. Indtskor a sebessgvlt res helyzetben a motort el kell indtani. A tengelykapcsol pedl lenyomsval (bal lbbal) a motor fggetlenn vlik az ertviteli rendszer tbbi rsztl. A sebessgvltt (nyomatkvlt) els sebessgfoko-

18

zatba helyezve, a tengelykapcsol pedl lass felengedsvel a tengelykapcsol csszik. E kzben, a gzpedl jobb lbbal trtn lenyomsval, a motor fordulatszmt addig kell emelni, hogy a belsgs motor jellegbl addan, annak teljestmnye, nyomatka elrje a gpjrm indtshoz szksges rtket. Ezen indtsi folyamat alatt, a motor s a tengelykapcsol kimen tengelye szgsebessg vltozst mutatja az id fggvnyben a 2. 1 bra.

2. 1 bra A motor s a tengelykapcsol kimen tengelynek szgsebessg vltozsa az id fggvnyben indtskor A diagrammon jl lthat, hogy a tengelykapcsol kikapcsolt llapotban, indtskor a motor ftengelynek szgsebessge a motor alapjrati fordulatszmhoz (750-850 fordulat/perc) tartoz szgsebessg. A tengelykapcsol kimen tengelynek (a sebessgvlt gynevezett nyeles tengelye) fordulatszma s gy a szgsebessge is 0. A tengelykapcsol pedl lass felengedsvel a tengelykapcsol csszik s kzben a motor szgsebessge cskken a tengelykapcsol kimen tengelynek szgsebessge nvekszik egszen addig mg a kt szgsebessg nagysga egyenlv nem vlik = . Ez az a pont ahol a tengelykapcsol mr nem csszik, azaz a tengelykapcsol zr, az eddigi cssz srlds helyett a statikus srlds lp, mely lnyegesen nagyobb nyomatk zembiztos tvitelre kpes. A tengelykapcsol zrt llapotban a motor ftengelynek s a sebessgvlt nyeles tengelynek fordulatszma azonos. Fokozatos gzadssal, a jobb oldali gzpedl vatos lenyomsval a motor fordulatszma a motor stabil mkdsi tartomnyban tarthat, illetve a tovbbi gzadssal a gpjrm sebessge nvelhet egszen addig, mg a motor nyomatka nagyobb mint a menetellenllsok nyomatka.M M Tk M TK

A sebessgfokozatok vltsakor is oldani kell a tengelykapcsolt, majd a kapcsolni kvnt fokozat bekapcsolsa utn ismt zrni kell azt. Termszetesen a kt tengely eltr fordulatszmainak kiegyenltsig itt is cssztatni kell a tengelykapcsolt, de sebessgvltskor a cssztats idtartama sokkal kisebb, mint indulskor. A tengelykapcsolt oldani kell az erteljes (vsz) fkezsek esetn is, klnben a motor lellna. Ugyanakkor a rvidebb fkt elrse ilyen esetben elsrend kvetelmny, ezrt a ilyenkor a tengelykapcsol oldsa csak a vszfkezsi folyamat vgn megengedett. Eltr esetben nem hasznlhat ki a mozgsi energia elnyelsre a motor s az ertviteli rendszer bels ellenllsa, melyet szoktak motorfknek is nevezni.

19

Tovbbi szerepe lehet a tengelykapcsolnak az, hogy a motor fordulatszmt a mkdsi tartomnyban tartva, a bekapcsolt legkisebb sebessgfokozathoz tartoz sebessgnl kisebb sebessggel is lehessen haladni, a tengelykapcsol folyamatos, finom cssztatsval. Extrm nagy terhelsek esetn, pldul a motor dugattyjnak beszorulsa esetn, vagy a sebessgvltban fogaskerk trs esetn a gpjrm mozgsi energija az ertviteli rendszer mg pp elemeit is tnkre tehetn. Ennek megakadlyozsra szolgl az, hogy ilyen s az ehhez hasonl esetekben a tengelykapcsolnak meg kell cssznia. A 2. 2 brn egy belsgs motor teljestmny s nyomatk jelleggrbi lthatk a motor ftengely fordulatszmnak a fggvnyben. Ez a jelleggrbe az gynevezett teljes gz diagram. Felvtele gy trtnik, hogy gyakorlatilag padlgznl (gzpedl a padlig lenyomva) elkezdik fkezni a motor ftengelyt. Ezeket a grbket motor fkpadon veszik fel. A fkez nyomatk s a motor fordulatszmnak mrsvel az M-el jellt gynevezett nyomatki grbe pontjai a fordulatszm fggvnyben felvehetk. A fkez nyomatk s a hozz tartoz mrt fordulatszm ismeretben az adott fordulatszmhoz tartoz teljestmny az albbi sszefggssel szmthat.P = M = M 2 n [W]

Ahol N EbblP=M

M

a nyomatk [1/sec]

[Nm]

a szgsebessg a fordulatszm2 n M n = [kW] 60 1000 9549

[fordulat/sec]

Ebben az sszefggsben a fordulatszmot nem az IS mrtkrendszernek megfelel egysgben (fordulat/sec), hanem a gpjrm technikban gyakran alkalmazott fordulat/perc mrtkegysgben kell behelyettesteni.

2. 2 bra Belsgs motor nyomatk s teljestmny jelleggrbi A 2. 2 bra jl szemllteti hogy teljes gznl (teljes gz diagram) a motor ftengelynek tovbbi fkezse esetn, elrve a maximlis nyomatk rtkt, a fordu-

20

latszm tovbbi cskkenshez mr cskken nyomatk tartozik, ami a motor gyors lellst, lefulladst jelenti. Ebbl kvetkezik, hogy a motormkdsi tartomny a maximlis nyomatkhoz tartoz fordulatszmtl a maximlis teljestmnyhez tartoz fordulatszmig terjed. Ez azt jelenti, hogy indtskor a gzpedl vatos lenyomsval a fordulatszmot a motor mkdsi tartomnyig kell emelni. Ez a fordulatszm Otto motorok esetn 2600-3000 ford./perc, dzel motorok esetn 1750-2500 ford./perc. A tengelykapcsolnak nagy biztonsggal csszsmentesen t kell tudni vinni a motor nyomatkt a sebessgvltra, azaz a tengelykapcsolval tvihet nyomatk MTk >MMax . A gpjrmvek tengelykapcsoli kivtel nlkl valamilyen srlds tjn viszik t a motor nyomatkt a sebessgvltra. Ez a srlds lehet mechanikai srlds s folyadksrlds. Ezen egyszerst megjegyzs ellenre a gpjrmvek tengelykapcsolinak igen nagyszm konstrukcis vltozat fordul el. Ezrt clszer a tengelykapcsol konstrukcikat klnfle szempontok szerint csoportostani. Az ertvitel mdja szerint a nyomatk tvitelt biztosthatja: mechanikai srlds (cssz srlds), ezek a mechanikus tengelykapcsolk. folyadksrlds, vagy az raml folyadk impulzusa ezek a hidraulikus tengelykapcsolk. A mechanikus tengelykapcsolk csoportostsi szempontjai s csoportostsa: A srld fellet alakja szerint megklnbztethetk a henger alak srld fellet pr kp alak srld fellet pr sk (trcsa) alak srld fellet pr A 2. 3 brn a klnfle fellet srld fellet pr jellegzetes tengelykapcsol kialaktsok lthatk.

2. 3 bra Klnfle srld fellet pr, oldhat tengelykapcsolk konstrukcis vltozatai

21

A srld fellet prok szma szerint megklnbztethetk egytrcss (kt srld fellet) tengelykapcsolk kttrcss (ngy srld fellet) tengelykapcsolk tbb trcss, vagy lamells tengelykapcsolk A srld fellet pr anyag prostsa szerint srld bett s fm fm s fm szrazon, vagy olajban fm s fm kztt mgnesezhet specilis vaspor tltet keverk A srld felleteket sszeszort er szerint ruger centrifuglis er elektromgneses ertrtr ltal ltrehozott vonzer A tengelykapcsolt old mechanizmus mkdtetsi mdja szerint mechanikus szerkezet, rudazat, vagy aclsodrony ktl (boowden) hidraulikus mkdtet szerkezet, hidraulikus henger, hidraulika vezetk, hidraulikus munkahenger pneumatikus mkdtet szerkezet, kompresszor, lgtartly, lgvezetkek, pneumatikus szelep s levegs munkahenger elektromos mkdtets, tbbnyire az elektromos ram mgneses hatsnak alkalmazsval A vezrls mdja szerint emberi ervel, tbbnyire lbpedllal segdenergia felhasznlsval, rsegtssel (szervval). A segdenergia lehet vkuum, nagy nyoms leveg, hidraulika, vagy villamos ram automatikus vezrls A tengelykapcsol konstrukciknl gyakran alkalmazzk a fenti csoportostsok klnfle kombinciit is. A folyadk srldst illetve az raml folyadk impulzust alkalmaz tengelykapcsolk a hidraulikus tengelykapcsolk. Csoportostsuk szempontjai is ennek megfelelek. A folyadkok bels srldsi viszonyainak, illetve annak trvnyszersgeinek alkalmazsval fejlesztettk ki az gynevezett viszko tengelykapcsolkat, vagy viszko kuplungokat. Ezeknl a szorosan egyms mellett elhelyezked, specilis kialakts hajt s hajtott lamellk kztt elhelyezked olajtltsben, a hajt s hajtott lamellk kerleti sebessg klnbsg mrtktl fgg nyr feszltsg jn ltre. Nagy kerleti sebessg esetn nagyobb, azonos kerleti sebessg esetn pedig nulla. A

22

nyr feszltsg nagysga a kerleti sebessg klnbsgn kvl mg fgg az olajtltet kinematikai viszkozitstl is. Ezrt nevezik ezeket, a tengelykapcsolkat, viszko kapcsolknak. A motor s a sebessgvlt kz ptett oldhat tengelykapcsolknt, gynevezett f tengelykapcsolknt nem alkalmazhat. Alkalmazsi terlete inkbb a differencilmvek, illetve osztmvek kt eltr fordulatszm tengelye kztti kapcsolds, mely a kisebb fordulatszm tengelyek felgyorstst szolglja. Az raml folyadk impulzust hasznljk ki a hajt nyomatk tvitelre a hidrodinamikus tengelykapcsolk. Konstrukcis alaptpusai a kvetkezk: mellkkamra nlkli hidrodinamikus tengelykapcsolk mellkkamrs hidrodinamikus tengelykapcsolk terellaptos hidrodinamikus tengelykapcsolk mechanikus tengelykapcsolval kombinlt hidrodinamikus tengelykapcsolk 2.2. Mechanikus (srldsos) tengelykapcsolk szerkezete s mkdse A kvetkezkben a mechanikus tengelykapcsolk mszaki tulajdonsgaival, szerkezetvel, mkdsvel s alapvet konstrukcis vltozataival foglalkozunk. 2.2.1. A mechanikus tengelykapcsolkkal szemben tmasztott mszaki kvetelmnyek. indtskor s sebessgvltskor zembiztos, gyors sztkapcsols klnskppen indtskor, de sebessgvlts esetn is a sima, rngats nlkli sszekapcsols sszekapcsolt llapotban, norml zemviszonyok esetn csszs nlkli nyomatk, illetve teljestmny tvitel extrm tlterhels, az ertviteli rendszer, vagy a motor zemzavara esetn, megcsszssal biztostsa az ertviteli rendszer tovbbi elemei srlsnek elkerlst dinamikus erhatsokat torzis (csavar) lengseket ne vigyen t, illetve azokat csillaptsa a felleteket sszeszort er a srld felletek kopsval ne cskkenjen a tengelykapcsol hajtott rszeinek tehetetlensgi nyomatka kicsi legyen, hogy a sebessgvltskor, az sszekapcsoland fogaskerekek fordulatszm klnbsge gyorsan lecskkenjen, az gynevezett szinkronizls ideje kicsi legyen biztostsa a knny s gyors sszekapcsolst s sztkapcsolst egyszer kivitel, gazdasgos gyrts, alacsony gyrtsi kltsg kis karbantartsi igny, a kopott alkatrszek knny cserlhetsge

23

zembiztos mkds, nagy lettartam A tengelykapcsolknak zembiztosan, csszsmentesen, t kell tudni vinni a motor maximlis nyomatkt a sebessgvlt bemen tengelyre, ennek felttele, hogy a tengelykapcsolval tvihet nyomatk (MTk), nagyobb legyen mint a motor ltal leadott maximlis nyomatk (MMax) Persze a tengelykapcsolkkal szemben tmasztott azon kvetelmny, hogy extrm nagy terhels esetn a tengelykapcsolnak meg kell cssznia, ez a biztonsg hatrait azrt korltozza. Kpezve azM Tk = M Max

viszonyt, gyakorlatilag a tengelykapcsol nyomatktvitelnek biztonsgi tnyezje. Ha 1, a tengelykapcsol kpes a motor maximlis nyomatknak zembiztos tvitelre. Ha sokkal nagyobb mint 1 (>>1) a tengelykapcsol extrm nagy terhelsek esetn sem csszik meg, trst, mechanikai srlst okozva esetleg a motor, vagy az ertviteli rendszer egyb szerkezeti elemeiben. Szoks ezt a biztonsgi tnyezt, tengelykapcsolk esetn nyomatkfelesleg tnyeznek nevezni. Azaz a nyomatkfelesleg tnyez=M Tk M Max

A tengelykapcsolk mretezsnl klnfle gpjrmvek esetn klnbz rtk nyomatkfelesleg tnyezket vesznek figyelembe. motorkerkproknl szemlygpkocsiknl tehergpkocsiknl autbuszoknl =1,51,7 =1,82 =2,22,5 =2,22,5

A tengelykapcsolknak a nyomatkfelesleg tnyezvel nvelt tvihet nyomatka, a motor maximlis nyomatkn tl t kell, hogy vigye a felprgetett motor mozg tmegeiben, s a lendkerkben trolt energit is. Figyelembe vve, hogy a tengelykapcsol csszsnak megsznse, tengelykapcsol zrsa esetn, a statikus srldsi tnyez rtke nagyobb, mint a csszs sorn fellp dinamikus srldsi tnyez, ez a nyomatktvitelnek tovbbi biztonsgot ad. Az alkalmazott nyomatkfelesleg tnyez nagysga ersen befolysolja azt az idtartamot, amely a srld kapcsolat kezdettl a kapcsol csszsnak befejezsig tart. A 2. 4 brn a tengelykapcsol hajtott tengelynek szgsebessg

24

nvekedse lthat az id fggvnyben klnfle nyomatkfelesleg tnyezk esetn.

2. 4 bra A tengelykapcsol hajtott tengelynek szgsebessg nvekedse klnbz nyomatkfelesleg tnyezk esetn A tengelykapcsolk, fggetlenl a hajt s a hajtott tengely fordulatszmtl (csszs kzben) mindig csak a kzlt forgatnyomatk tvitelre kpesek, a nyomatk mdostsra, nvelsre nem. 2.2.2. A kpos tengelykapcsolk. A kpos tengelykapcsolval tvihet nyomatk szmtsa. A kpos tengelykapcsolkat ma a motor s a sebessgvltm kz ptve, ftengelykapcsolknt, igen ritkn alkalmazzk. Rszletes trgyalst mgis elengedhetetlenl szksgess teszi, hogy a szinkronizlt, illetve reteszelt szinkronizlt mechanikus sebessgvlt mvekben a klnbz sebessggel forg fogaskerekek azonos sebessgre trtn gyorstst, illetve lasstst, szinte minden esetben srld, kls s bels kpos, oldhat tengelykapcsolkkal oldjk meg. A kpos tengelykapcsolknl a forgatnyomatkot kt azonos kpszg, egymshoz illeszthet bels, illetve kls kpos fellet trcsa kztt fellp srld er viszi t. Egy kpos tengelykapcsol egy lehetsges konstrukcis megoldsa a 2. 5 brn lthat.

2. 5 bra Kpos tengelykapcsol A motor ftengelynek vghez rgztett lendkerken egy bels kpos felletet alaktanak ki. Ehhez a fellethez, a nyom csapgy kzvettsvel, csavarrug

25

szortja a kpos kialakts kapcsol elemet, mely sikl retesszel kapcsoldik a tengelykapcsol kimen tengelyhez, mely az esetek tbbsgben a sebessgvlt bemen tengelye, az gynevezett nyeles tengely. A kpos tengelykapcsol trcsa srld fellete, srld betttel van elltva a srldsi tnyez nvelse rdekben. A srld bett anyagval szemben kvetelmny az adott srld felletek anyagprostsa esetn a nagy srldsi tnyez, az sszeszort er felvtelre alkalmas nagy felleti terhelhetsg, csszs esetn a nagy kopsllsg, s hllsg, valamint a keletkez porok krnyezetet kevss krost hatsa. A kpos kapcsoltrcsa a nyeles tengelyen lv siklreteszen, illetve a nyeles tengelyen, tengely irny elmozdulsra kpes. A kiemel szerkezet a kinyom csapgy kzvettsvel, kpes a csavarrug ellenben, a srld felleteket eltvoltani egymstl, megszntetve a nyomatktvitelt a motor ftengelye s a sebessgvlt nyeles tengelye kztt. A kpos tengelykapcsol alaphelyzetben zrt, sszekapcsolt llapotban van. Ebben a helyzetben a kiemel kar s a kinyom csapgy ll rsze kivtelvel minden elem csszsmentesen egytt forog. A kiemel kar nyl irny elmozdtsval a tengelykacsol kpos trcsinak srld felletei eltvolodnak egymstl. A srld er s ezzel a forgat nyomatk tvitele megsznik. A tengelykapcsol kiemelt llapotba kerl. Ebben a helyzetben tovbbra is forog a motor ftengelyhez rgztett lendkerk, forog a tengelykapcsol hz fedele, forog az sszenyomott csavarrug is a nyom csapgy forg rszvel egytt. ll a kpos kapcsol trcsa a siklretesszel elltott nyeles tengely, ll a kinyom csapgy mindkt fele is. A srld kpos felletek fl kpszgnek cskkentsvel, adott nyomatk tvitelhez egyre kisebb sszeszort erre van szksg. A fl kpszg bizonyos hatron tli cskkentse esetn, az sszeszort er ignye nullra cskken, a kpos tengelykapcsol nzrv vlik, kiemelse bizonytalan. Ez egy oldhat tengelykapcsol esetn nem megengedett. Ezrt van az, mint mr emltettem, hogy a kpos tengelykacsolkat, gpjrmvek ftengelykapcsoljaknt igen ritkn alkalmazzk. Kpos tengelykapcsolkkal tvihet nyomatk szmtsa: A 2. 6 brn egy kpos tengelykapcsol kinematikai vzlata lthat.

2. 6 bra Kpos tengelykapcsol kinematikai s dinamikai viszonyai

26

A kt kapcsold srld kpos felletet FT tengelyirny er szortja ssze. Az FT er hatsra a srld fl kp szg fellet kzptmrjben FN a felletre merleges gynevezett norml er bred. Ezt a norml ert FN megszorozva a felletek kztt bred srldsi tnyezvel, kapjuk a nyomatktvitelt biztost kerleti ert. Ez a kerleti er valjban a fellet mentn megoszl errendszerknt jelentkezik. Korrekt szmts esetn ez a megoszl errendszer, csak a kzs fellet slyponti krn hat koncentrlt ervel lenne helyettesthet, de a kpos tengelykapcsolk mrettartomnyban az alkalmazott egyszersts a mszaki mretezs pontossgi ignyeit kielgti. Ezekkel a kerleti erFK = FN

EbblFN = FK

Ezekkel, a kpos tengelykapcsolval tvihet nyomatk:M Tk = Fk r

EbblFK = M Tk r

A 2. 6 brn lthat vektor paralelogramma alapjnFT = sin FN

Ebbl az adott MTk nyomatk biztostshoz szksges sszeszort tengely irny er FTFT = FN sin = FK

sin =

M Tk sin r

Illetve adott sszeszort er FT esetn a kpos tengelykapcsolval tvihet nyomatk MTkM Tk = FT r sin

Ebbl az sszefggsbl lthat, hogy a flkpszg cskkentsvel, azonos szszeszort er esetn, nvekszik a kpos tengelykapcsolval tvihet nyomatk nagysga. A fl kpszg cskkentsnek hatrt szab, hogy amennyiben a tg = -vel vagyis a tengelykapcsol fl kpszge kisebb, mint a srldsi fl kpszg , a tengelykapcsol az sszeszort er megsznse esetn sem old, a tengelykapcsol nzrv vlik. Ezrt a tengelykapcsolknl alkalmazott srld bettek s az ltalban ntttvasbl kszlt lendkerk kztti srldsi tnyez =0,3 esetn, a kpos tengelykapcsolk flkpszge minden esetben nagyobb, mint = arctg 0,3 = 17o .

27

2.2.3. Egytrcss szraz tengelykapcsolk szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai. Gpjrmveken alkalmazott tengelykapcsolk kzl mg ma is a legelterjedtebb a szraz egytrcss tengelykapcsol. A tengelykapcsol szerkezett a 2. 7 bra szemllteti.

2. 7 bra Szraz egytrcss tengelykapcsol A motor ftengelyn lv karimhoz (merev tengelykapcsol) csavarktssel illeszkedik a lendkerk, melynek kzpontostsrl illeszt csavarokkal gondoskodnak. A lendkerk anyaga tbbnyire ntttvas, de kszlhet aclbl is. Erre a lendkerkre szoktk rgzteni azt a fogaskoszort (ezen az brn nem ltszik), melyhez a gpjrm indt villamos motorjnak kis fogaskereke (bendix) csatlakozik. A lendkerk sebessgvlt felli homlokfelletn van kialaktva a tengelykapcsol egyik kapcsold srld fellete. A lendkerk agyban kialaktott csapgyfszekben elhelyezet egysor, mlyhorny golyscsapgyban fut a sebessgvlt bemen tengelynek, -nyeles tengelynek- egyik vge. A lendkerkhez csavarktssel csatlakozik a tengelykapcsol hz fedele, mely rendszerint acllemezbl kszl. A tengelykapcsol hz fedelhez vannak rgztve a kiemel karok (3 db) csukl szerkezete, melyek biztostjk a kiemel karoknak, mint ktkar emelknek, a mkdst. A 2. 7 bra szerinti szerkezetnl a tengelykapcsol hz megmunklt fedlrgzt csavar szrai biztostjk a nyomatk kzvettst a lendkerkrl a nyomtrcsra, valamint a nyomtrcsa kzpontostst is. A nyomtrcsa anyaga is rendszerint ntttvas. A kiemel karok egyik vgnek gmbfellet kikpzsei csatlakoznak a nyom trcsn kialaktott furatokhoz, a kiemel karok msik vgn lv flgmb fej csavarok feje csatlakozik a kinyom csapgy forg gyrjhez. Az ellenanyval rgzthet csavarral, a tengelykapcsol holtjtka llthat. A tengelykapcsol hz fedeln s a nyom trcsn kialaktott rugtnyrok kztt helyezkednek el a nyomlapot a tengely-

28

kapcsol trcsval, illetve a lendkerk srld felletvel sszeszort nyom, csavarrugk. A tengelykapcsol trcsa bords agyhoz van szegecselve, mely a nyeles tengely bordzott rszn tengely irnyban (oldskor, illetve zrskor) el tud mozdulni. Alaphelyzetben, zrt llapotban a srld felleteken bred kerleti er nyomatkt ez a bords tengely-bords agy kapcsolat viszi t a sebessgvlt nyeles tengelyre. A tengelykapcsol trcsa acllemezbl kszl, felletre szegecselssel, gyakran ragasztssal srld betteket rgztenek. A szraz egytrcss tengelykapcsol mkdse sorn a motorral mindig egytt forg rszek a kvetkezk: a motor ftengelyhez rgztett lendkerk az egyik srld fellettel a tengelykapcsol hz fedele, a rgzt csavarokkal a nyom trcsa az sszeszort csavarrugk a kiemel karok a csuklkkal A szraz egytrcss tengelykapcsol alaphelyzetben, zrt llapotban, a csavarrugk a nyom trcsa kzvettsvel a tengelykapcsol trcst a lendkerk srld fellethez szortjk. Ez esetben a motor hajt nyomatka srld er rvn a hajtott lendkerk s a szintn meghajtott nyom trcsa srld felletrl a tengelykacsol trcsa srld felleteire jut. A hajt nyomatkot a sebessgvlt bemen nyeles tengelyn kialaktott bords tengelyvgre a tengelykacsol trcsa bords agya viszi t. Azaz a tengelykapcsol alaphelyzetben, teht zrt llapotban a motorral egytt forog mg: a tengelykapcsol trcsa (kuplung trcsa) a tengelykapcsol kimen, a sebessgvlt bemen nyeles tengelye. A szraz egytrcss tengelykapcsol sztkapcsolsa, oldsa, szoktk kiemelsnek is nevezni, gy trtnik, a gpjrm vezetje a tengelykapcsol pedlt (bal szls pedl) bal lbval padlig nyomja. Ekkor a tengelykapcsol mkdtet szerkezete (mechanikus rudazat, aclsodrony ktl, hidraulikus kiemel szerkezet) a kinyom csapgy ll rszt tengely irnyban elmozdul. A kinyom csapgy msik gyrje a csavarral bellthat hzag elfogysa utn, rintkezve a kiemel karokkal, egytt forog azokkal. A kinyom csapgy kiemelskor forg gyrje a tengely irny ert a ktkar kiemel karokra tovbbtja. A kiemel karok, msik vge a nyom trcsa erre a clra kialaktott furathoz csatlakozva, a csavarrugk ellenben, tengely irnyban elmozdtjk a nyom trcst. Ekkor megsznik a tengelykapcsol trcst a forg lendkerkkel s a nyom trcsval sszeszort er s ezzel a nyomatk tvitel. Azaz a tengelykapcsol kiemelt, sztkapcsolt llapotban a motorral egytt forog mg:

29

a kinyom csapgy kiemel karokhoz csatlakoz forg gyrje A tengelykapcsol szerkezet f szerkezeti elemei a kvetkezk: A motor ftengelyhez rgztett azzal mindig egytt forg lendkerk. Anyaga ltalban vasntvny, mely jl viseli, a tengelykapcsol csszsakor, a srld felletn keletkez magas hmrskletet. Kialaktsa olyan, hogy nagy tehetetlensgi nyomatka folytn, kiegyenltse a belsgs motorok mkdse sorn bred egyenltlen nyomatk viszonyokat. Lehetsget nyjt, a palstfelletn kialaktott, vagy ahhoz rgzthet fogaskoszor segtsgvel, az elektromos nindt motor bendix fogaskereknek csatlakoztatsra, ezzel a motor elindtsra. A tengelykapcsol felli homlokfelletn kialaktott srld fellet, biztostja a motor nyomatka egy rsznek tvitelt a tengelykapcsol trcsra. A lendkerkben kimunklt henger alak bels trben, a tengelykapcsol hzban, helyezkednek el, mkdsk sorn, a szraz egytrcss tengelykapcsol tovbbi elemei. A lendkerken tmen, vagy menetes furatokhoz rgzthet a tengelykapcsol hz fedele. Sok esetben, a 2. 7 brn lthat tengelykapcsol esetben is, ezek a fedlrgzt csavarok biztostjk a ksbb rszletezend nyom trcsa illesztst, kzpontostst, illetve a motor nyomatk msik rsznek a nyom trcsra juttatst. Ezek oldhatjk meg a nyom trcsa tengely irny elmozdtsnak lehetsgt is. ltalban a lendkerk agyban kerl kimunklsra, a lendkerk kimen, a sebessgvlt bemen, gynevezett nyeles tengelynek megvezetsre szolgl csapgy fszke is. A lendkerk agy rszben, a 2. 7 brn jl lthat egy kis ferde furat. Ennek szerepe az, hogy a motor ftengely tmtsnek meghibsodsa esetn, a motorbl kiszivrg kenolaj, ne juthasson a srld felletek kz, elnytelenl lerontva, cskkentve a srldssal tvihet nyomatk nagysgt. Ezen furaton keresztl, a forg lendkerk regben sszegylt olaj, a r hat centrifuglis er segtsgvel eltvolthat. Ezt a clt szolglja a ftengely brzolt vgn lthat kis tengelyvll, mely szintn olajszivrgs esetn, leszrja a szivrg olajt, megakadlyozva annak a tengelykapcsol hzba jutst. A lendkerkkel s gy a motorral mindig egytt forg nyom trcsa. Anyaga ltalban vasntvny, mely jl s deformci mentesen viseli, a tengelykapcsol csszsakor a srld felletn keletkez magas hmrskletet.

30

Funkciit tekintve, f feladata a motor nyomatk egyik felnek tvitele srld er segtsgvel a tengelykapcsol trcsra. (kuplungtrcsa) Ennek megfelelen a motornyomatk egy rsze, a lendkerkrl a nyomtrcsa peremn, lv furatokon, tmen csavarok kzvettsvel, mint ahogy az a 2. 7 brn lthat, vagy a nyom trcsn kialaktott hornyokhoz csatlakoz radilis, vagy axilis, csapok, szegecsek, vagy csavarok kzvettsvel kerl, mint az a 2. 8 brn is lthat.

2. 8 bra Nyomtrcsa hajts konstrukcis vltozatai Van olyan megolds is, melynl a motor nyomatknak egy rsze a lendkerkhez rgztett tengelykapcsol hzrl, a specilisan kialaktott, nyomatktvitelre alkalmas kiemel villk kzvettsvel kerl a nyom trcsra. Ezen megolds konstrukcis vltozatai lthatk a 2. 9 brn.

2. 9 bra Nyomatk tvitelre is kpes kiemel kar konstrukcik A nyom trcst rugk szortjk a tengelykapcsol trcsn keresztl a lendkerk srld fellethez. Ehhez a nyomtrcsa tengelykapcsolhz-fedl felli oldaln, csavar rugk esetn, a rug tnyr csatlakozsra alkalmas felletet alaktanak ki. A kiemel karok aclbl, nha sajtolt acllemezbl kszlnek. A pontos olds biztostsra 120 fokos osztssal, hrom kiemel kart alkalmaznak. Oldskor a nyomlap hrom ponton trtn elmozdtsa, a kiemel karok pontos beszablyozsa esetn, biztostja a srld felletek egymstl trtn prhuzamos elmozdtst. A 2. 9 brn a hajtnyomatk tvitelre is alkalmas kiemel kar konstrukcik lthatk.

31

A kiemel karokkal szemben tmasztott legfontosabb alapkvetelmnyek: zembiztos, beakads, befeszlstl mentes bepts egyszer, olcs kialakts a hajt nyomatk egy rsznek, valamint a szort rugk oldshoz szksges er okozta ignybevteleknek megfelel szilrdsg. A 2. 9 bra bal oldaln lthat kialaktsnl a nyomtrcsa tgrgkn keresztl csatlakozik a kiemel karokhoz. A kiemel karok befeszlst a kis mrtk radilis elmozdulst is megenged specilis csapok akadlyozzk meg. A megoldsnl a kiemel kar furatt nagyobbra ksztik, mint a hozz illeszked csap tmrje. A tengelyirny jtk megakadlyozsra egy tovbbi rvid csapot helyeznek a kiemel kar furatba, melynek tmrje pontosan a furat s a csap tmrjnek klnbsge. Ez a megolds a tengelykapcsol oldsakor, nem enged tengely irny jtkot, ugyanakkor egy kis sugrirny elmozdulst lehetv tve, megakadlyozza a kiemel karok befeszlst. A nyomlap beszablyozsra a kiemel karok vgn lv flgmb fej llt csavarok szolglnak. Ezek pontos beszablyozsval rhet el, hogy a tengelykapcsol sztkapcsolsakor, a nyom trcsa a lendkerk srld felletvel prhuzamosan mozduljon el axilis irnyban. A kiemel kar vgn lv flgmb fej csavarok feje rintkezik sztkapcsolskor a kinyom csapgy forg gyrjvel s viszi t a tengelykapcsol kiemelshez szksges ert a kiemel karra. A 2. 9 bra jobb oldali kialaktsnl a kiemel kar mindkt furata tgrgkn keresztl csatlakozik, egyrszt a nyomlaphoz, msrszt a tengelykapcsol hzhoz rugalmasan rgztett llvnycsuklhoz. A befeszlst ppen ez a rugalmas, nmi elmozdulst is biztost megolds akadlyozza meg. A nyomlap s a lendkerk srld felleteinek prhuzamossga az llvnycsuklt a tengelykapcsolhz-fedlhez rugalmasan rgzt szerkezet ellenanys csavarktse segtsgvel szablyozhat be. A kiemel karok kinyom csapgyhoz csatlakoz rszt legmblytik, illetve gyakran a 2. 9 brn is lthat csavaros lltsi lehetsggel ltjk el. Nagy nyomatkok tvitelre alkalmas szraz tengelykapcsolk esetn az sszeszort ruger igny megnvekszik. Ez a tengelykapcsol oldshoz szksges kiemel er nvekedshez vezet. Gyakran alkalmazott megolds tehergpjrmveknl, hogy a motor nvekv fordulatszmval, a nvekv sszeszort er ignyt, specilisan kialaktott kiemel karokra hat centrifuglis ervel egsztik ki. Egy ilyen kiemel kar konstrukcis megolds lthat a 2. 10 brn. Az ilyen, gynevezett flcentrifuglis tengelykapcsolk kiemel karjainak kiss meghajltott vgein forg tmegek vannak elhelyezve. A kiemel karok a nyomtrcshoz tgrgs gyazssal kapcsoldnak. A kiemel karok llvnycsuklit, a tengelykapcsolhz fedelhez csavarokkal rgztik.

32

2. 10 bra Flcentrifuglis tengelykapcsol kiemel kar A forg m tmegre hat Fcf centrifuglis er hatsra fellp sszeszort er nvekmny az egykar emelre hat nyomatki egyenslyi sszefggsbl szmthat:Fa b = Fcf a

Ebbl az sszeszort er tbblet Fa = Fcf [N] szmthat. A centrifuglis er Fcf = m r 2 [N] ismeretben Fa = m r 2 [N] ahol [1/sec] a szgsebessg. A gpjrm technikban gyakran a motor percenknti fordulatszma hasznlatos. A percenknti fordulatszm a szgsebessgbl a kvetkez sszefggssel szmthat:n= 60 [1/perc] 2

a b

a b

Fenti sszefggsekbl lthat, hogy a flcentrifuglis tengelykapcsolknl az sszeszort er a motor fordulatszmnak ngyzetvel arnyosan vltozik. Ez a vltozs a fordulatszm fggvnyben egy msodfok parabola segtsgvel brzolhat, mint az a 2. 11 brn lthat.

2. 11 bra A tengelykapcsol trcst sszeszort er vltozsa a motor fordulatszmnak fggvnyben flcentrifuglis tengelykapcsolk esetn

33

A 2. 11 brn lthat, hogy az sszeszort rugk 5000 N lland nyomerejt kiegszti, ahhoz hozzaddik, 4500 fordulat/perc esetn az sszeszort er csaknem megduplzdik, nagy biztonsggal megakadlyozva a tengelykapcsol trcsa megcsszst klnsen nagy fordulatok esetn. Nem kedvez viszont, hogy indulskor, mikor a legnagyobb a gyorstshoz szksges nyomatk, nem nveli az sszeszort ert, s nem kedvez az sem, hogy nagyon nagy fordulatok esetn bekvetkez extrm terhels hatsra, megakadlyozhatja a tengelykapcsol megcsszst. Ezen htrnyok miatt alkalmazsi terlete korltozott. A szraz tengelykapcsolknl, az sszeszort ert gyakran csavarrugk biztostjk. A csavarrugknak akkor is szolgltatniuk kell a megfelel sszeszort ert a szksges nyomatk tvitelre, ha srld bettek s a srld tovbbi felletek ersen megkoptak, illetve a srld bettek fellete a htl megkemnyedett, kifnyesedett, a srldsi tnyezje lecskkent. Ezrt az erre alkalmazott csavarrugk hosszt, tmrjt s menetszmt e kvetelmnyek figyelembevtelvel kell megllaptani. Tbbnyire tbbmenet lgyabb rugk beptse indokolt. A szraz egytrcss tengelykapcsolknl az sszeszort er biztostsra igen gyakran alkalmaznak a csavarrugk helyett egyetlen tnyrrugt. A tnyrrug alkalmazsnak egyik konstrukcis vltozata lthat a 2. 12 brn. Az enyhn kpos tnyrrug a nyomtrcsa s a tengelykapcsolhz fedele kztt helyezkedik el.

2. 12 bra Kzponti rugs rugtnyros tengelykapcsol. Kiemelt llapot. A kzvetett rugterhels tengelykapcsolban egy darab kzponti csavarrug van. Ez a csavarrug, hat az enyhn kpos, s a nyomtrcsa s a tengelykapcsolhz fedl kztt elhelyezked tnyrrugra. A 2-13. brn a kiemel szerkezet, a kzponti sszeszort ert biztost csavarrug ellenben, a kinyom csapgyon keresztl a lendkerk irnyban, tengely irnyban elmozdtja a kiemel hvelyt. Ennl a szerkezetnl a kiemel hvely mindig egytt forog a motorral. A kiemel hvely bels le enyhn a lendkerk irnyban elre nyomja az enyhn kpos tnyrrug rug szegmenseinek bels lt. A csonka kp alak tnyrrug cscsa kiemelt llapotban a lendkerk irnyba mutat. A tengelykap-

34

csol zrsakor, a tengelykapcsol pedl felengedsekor, a kzponti csavarrug a kiemel hvelyt a lendkerk irnyval ellenttes irnyban mozdtja el. A tnyrrug rugszegmensei is a hvely mozgsval egytt mozognak, mikzben a kp cscsa a lendkerktl tvolodva, az a lendkerkkel ellenttes irnyba kerl. A csonka kp bels lnek a mozgsa sorn, a kapcsolsi folyamat kzben, a tnyrrug enyhn kpos fellete tmenetileg sk llapotba is kerl. A kzvetlen, csavarrug terhels tengelykapcsolk esetn kiemelskor linerisan, a csavarrugk karakterisztikjnak megfelelen, a tengelykapcsol pedl benyomsnak mrtknek megfelelen nvekszik a kiemel er. Ez azt is jelenti egyben, hogy a tengelykapcsol kiemelt helyzetben tartshoz szksges a legnagyobb pedler. A gpkocsi vezetje szmra ez nem elnys mkds. A tnyrrugk karakterisztikja nem lineris, mint az a 2-14. brn is lthat. A kzponti sszeszort csavarrug lineris karakterisztikjt a vele sorba kapcsolt tnyr rug sajt karakterisztikja befolysolja. A tnyrrug mkdsi tartomnyt gy hatrozzk meg, hogy az a karakterisztika kzps, cskken szakaszra essen. gy a tnyr rug, a tengelykapcsol bekapcsolt llapotban csak kis mrtkben, mg kiemelt llapotban jelentsen cskkenti a kzponti csavarrug ellenben a kifejtend pedlert.

2. 13 bra Tnyr rug karakterisztika A 2. 13 brn a teljes tnyr rug karakterisztikn bell jl lthat az a linerisan cskken szakasz, a tnyr rug bels lnek elmozdulsa (20-40 mm) fggvnyben, amely tartomnyban a tnyr rugt alkalmazni clszer. A kvetkezkben azok a rszegysgek kerlnek rszletes trgyalsra, melyek a srld erk ltal meghajtsra kerlnek, vagyis kiemelt llapotban llnak. A tengelykapcsol (kuplung) trcsk. A tengelykapcsol trcskat 1,52 mm-es acllemezbl ksztik. Az acllemez trcsa egy bords agyhoz van szegecselve. A bords agyat, a sebessgvlt bemen, nyeles tengelynek bordzott tengelyvgre helyezik, s azon tengely irnyban szabadon kpes elmozdulni. A kapcsol trcsa acl lemeznek kerlett sugr irnyban bemetszsekkel, tbb szegmensre osztjk. Ez megakadlyozza, hogy a tengelykapcsol csszsakor keletkez h kvetkeztben a kapcsol-

35

trcsa deformldjon. Ezeket a szegmenseket gyakran enyhn ki is csavarjk a kapcsoltrcsa skjbl. Az gy elksztett srld trcsa mind a kt felre, szegecselssel, jabban viszont szinte kizrlag ragasztssal krgyr alak srld betteket erstenek. A megcsavart lemez szegmensekben visszamarad rugalmas feszltsg a srld betteket kiemelt helyzetben kiss hullmoss teszi. Ez biztostja kapcsols kezdetn, hogy a nyomatktvitel simn, rngatstl mentesen trtnjen. A kapcsols vgre, a nyom trcsra hat rugk sszeszort ereje a kapcsoltrcsa hullmossgt a kapcsols idejre megsznteti s a nyomatk tvitele a srld bettek teljes felletn trtnik. Egy tengelykapcsol trcsa szerkezete lthat a 2. 14 brn.

2. 14 bra Tengelykapcsol trcsa (kuplung trcsa) A srld bettekkel szemben tmasztott mszaki kvetelmnyek a kvetkezk: nagy kopsllsg hllsg nagy felleti terhelhetsg a keletkez por krnyezetre rtalmatlan legyen. A krnyezeti rtalmai miatt a korbban szinte kizrlag alkalmazott rzszvettel tsztt azbeszt lemez, ferrodol alkalmazst megszntettk. A ma alkalmazott krnyezet kml srld bettek anyaga azbesztmentes h s kopsll manyagok, melyeket korbban szegecselssel, manapsg szinte kizrlag ragasztssal erstenek a tengelykapcsol trcsa mind a kt oldalra. A krgyr alak srld bettek bels s kls tmrjnek viszonyad = 0,5 0,8 . Ez a nem tl szles krgyr biztostja a srld bettek j felfekD

vst s egyenletes kopst. A srld bettek vastagsga beptskor, a trcsa tmrjtl fggen 48 mm. Az alkalmazott bettanyagok s a tbbnyire ntttvas anyagprostsnl a srldsi tnyez = 0,25 0,3 rtkkel vehet figyelembe. j, jl karbantartott tengelykapcsol esetn = 0,3 . Kopott, elhasznldott tengelykapcsol trcsk esetn rtke 0,25 krl vehet figyelembe. Indtskor a tengelykapcsol csszik. A srld bett hmrsklete elrheti a 200250 Co-ot is. A hmrsklet emelkedse kvetkeztben, rtke cskken. A tengelykapcsolk rendellenes, tarts cssztatsa, illetve csszsa esetn, a srld bett hmrsklete elrheti a 300 Co-ot. Ilyen hmrskleten a srld bett elszenesedik, tnkre megy. Klnlegesen hll bettek elviselik az 500550 Co-os hmrskletet is, br ilyenkor srldsi tnyezjk 1520%-kal cskken.

36

A kapcsoldst simbb, fokozatosabb teszi, mint az a korbbiakban is emltsre kerlt, ha a tengelykapcsol trcsa szegmensei vltakozva kihajltgatsra kerlnek a kapcsol trcsa skjbl, mint az a 2. 15 brn lthat. gy a srld bettek kapcsolskor rugalmasan fekszenek fel a nyomtrcsa s a lendkerk srld felleteire, s ezrt a srld er simn, fokozatosan nvekszik.

2. 15 bra A trcsa skjbl kihajltott szegmensekre rugalmasan szegecselt srld bettek A srld bettek rugalmas rgztsnek egy msik konstrukcis vltozata, mikor a kapcsol trcsa egyik oldalra hullmos acllemez alttet szegecselnek, s ehhez a hullmos acllemez altthez szegecselik a srld bettet, ahogy ez a 2. 16 brn lthat.

2. 16 bra Hullmos acllemezre szegecselt rugalmas srld bettek A tengelykapcsolkkal szemben tmasztott mszaki kvetelmny az is hogy a tengelykapcsol ne vigye t, vagy csillaptsa a belsgs motorok zembl fakad dinamikus, torzis lengseket. A 2. 17 bra a torzis lengseket hatsosan csillapt rugs srld trcst brzol. A srld betttel elltott tengelykapcsol trcshoz egy msik kisebb tmrj trcsa van szegecselve, tvolsgtart szegecsekkel. Az gy sszeszegecselt kt trcsa fogja kzre a bords agy karimjt, amely szintn srld bettekkel van elltva. A kt trcsn kivgott ablakokba rintlegesen (tangencilisan) csavarrugkat helyeznek el. Mivel a csavarrugk tmrje nagyobb a kt trcsa s a bords agy karimja, valamint az agy karimjn lv srld bettek egyttes vastagsgnl, a tengelykapcsol trcsa a tangencilisan beptett csavarrugk sszenyomsval kpes az agyhoz kpest elmozdulni. E relatv elmozduls sorn a dinamikus torzis lengsek cscsnak egy rszt elemszti az agyon lv karimhoz rgztett srld bettek s a kt sszeszegecselt karima kztti srld ernek a trcsk relatv elmozdulsa sorn vgzett munkja. Ez a munka termszetesen hv alakul. A dinamikus torzis lengsek msik rszt eltrolja az sszenyomott csavarrug, mely a ben-

37

ne eltrolt energit a dinamikus torzis lengsek cskken fzisban visszatpllja a hajtsba.

2. 17 bra Rugs srld trcss torzis lengscsillapts A torzis lengsek csillaptsra alkalmas tengelykapcsol trcsa kialakts lthat a 2. 18 brn. A bords agyat egy kls gyrvel specilis kialakts gumirug kti ssze. A bords agyhoz kpest a kls gyr a gumirug sszenyomsval el tud fordulni. A kls gyrt fogja kzre egy kisebb tmrj lemeztrcsa s a srld bettekkel elltott tengelykapcsol trcsa, melyeket tvtart szegecselssel rgztenek egymshoz. A gumirg sszenyomsakor trolja a kzepes nyomatknl nagyobb dinamikus torzis lengseket, illetve mikor a nyomatk kisebb, mint a kzepes nyomatk, a gumirug sszenyomsnak megsznsvel a trolt energia egy rszt visszatpllja a hajtsba. A gumirug bels srldsa, illetve a tengelykapcsol trcsa s kisebb tmrj trcsa s az ltaluk kzrefogott bords agy karimja kztt fellp srlds, hatsosan csillaptja a dinamikus torzis lengseket.

2. 18 bra Gumirugs srld trcss torzis lengscsillaptval elltott tengelykapcsol trcsa A 2. 19 brn egy acllemezbl sajtolt kiemel kar lthat. A kiemel kar ktkar emel szerkezete a tengelykapcsol hz fedelhez csavarktssel rgztett gmbcsapra illeszkedik. A kiemel kar fels rsznek vills kialaktsa csatlakozik a nyomtrcsa nylvnyhoz. A kiemel kar als rszn kialaktott gmbfellet csatlakozik a kinyom csapgynak a motor ftengelyvel egytt forg

38

gyrjhez. A kinyom csapgy ll rszhez csatlakozik a tengelykapcsolt mkdtet mechanizmus.

2. 19 bra Acllemezbl sajtolt kiemel kar A 2. 20 brn a tengelykapcsolt mkdtet kinyom csapgy egy lehetsges konstrukcija lthat. A kinyom csapgy feladata a tengely irny (axilis) er tvitele az ll tengelykapcsolt mkdtet szerkezettl a motor ftengelyvel egytt forg kiemel karokra. Ez a funkci nagy tengelyirny erk tvitelre alkalmas grdl vagy sikl csapgyakkal valsthat meg. Kisebb nyomatkok tvitelre alkalmas tengelykapcsolk esetn a kinyom csapgyknt gyakran egy egyszer mszn gyrt alkalmaznak. A gyr csak axilis mozgst vgez. A gyrt a kiemel mechanizmus tengelyirnyban elmozdtva, annak nem forg homlokfellete mozdtja el tengely irnyban a szngyrn elcssz kiemel karok als rszt, gy oldva a tengelykapcsolt. Ez a mszn gyrs kiemel csapgy olcs, lettartama viszonylag nagy, karbantartst, kenst nem ignyel. Nagyobb axilis kiemel er igny esetn kinyom csapgyknt mlyhorny golyscsapgyakat, vagy extrm nagy erk esetn talpcsapgyakat (trcss csapgy) alkalmaznak.

2. 20 bra Kinyom csapgy A 2. 20 brn a kinyom csapgy talpcsapgy. A talpcsapgy egy cssz hvelyre van rgztve, melynek tengelyirny elmozdtsval lehet a tengelykapcsol ki-, illetve bekapcsolst elvgezni. A cssz hvely vezetst egy vezet cs biztostja, mely a sebessgvlt hz homlokfellethez, karimval, csavar-

39

ktssel csatlakozik, egyben rgztve a sebessgvlt bemen, nyeles tengelynek vezet csapgyt a csapgyhzban. A vezetcs bels fszkben elhelyezett rugs tmt (simering) gyr, valamint a szintn itt kialaktott axil labirint tmts akadlyozza meg a sebessgvlt kenanyagnak az elfolyst, illetve a tengelykapcsol srld felletei kz jutst. Az egytrcss szraz tengelykapcsolt igen elterjedten alkalmazzk gpjrmvek ftengelykapcsoljaknt. A kisszm egyszer rszegysge kvetkeztben mkdse megbzhat, mkdtetse szintn egyszer szerkezettel megoldhat. 2.2.4. A kttrcss szraz tengelykapcsolk szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai. A tengelykapcsolkkal tvihet nyomatkok nagysga ersen befolysolja a tengelykapcsolk f mreteit. Nvekv nyomatkokkal jelentsen nvelni kell a tengelykapcsolk tmrjt, illetve a kapcsol trcst sszeszort erk nagysgt. A paramterek nvelsnek hatrt szab a tengelykapcsol beptsre rendelkezsre ll mretek, illetve a srld bett szmra megengedett felleti nyoms. Mivel az tvihet nyomatkot lnyegesen befolysolja mg a nyomatkot tviv srld felletek szma is, nagy teljestmny motorok forgatnyomatknak tvitelre, s a tengelykapcsolk tmrjnek cskkentsre, gyakran alkalmaznak kett, vagy tbbtrcss tengelykapcsolkat. A 2. 21 brn egy kttrcss szraz tengelykapcsol lthat.

2. 21 bra Kttrcss szraz tengelykapcsol A motor ftengelyhez karims csavarktssel van rgztve a fogaskoszorval is elltott lendkerk, mely egyben a tengelykapcsol hz is. A lendkerk bels felletn alaktottk ki az egyik srld felletet. A motor ftengelynek vgben kerlt kialaktsra a sebessgvlt nyeles tengelynek kinyl vgnek csapgyazst biztost csapgy fszek. A nyelestengely bords tengelyvgre bords agyon keresztl csatlakozik a kt darab, srld betttel elltott tengelykapcsol trcsa (kuplungtrcsa). A tengelykacsol hz bels feln lv radilis hornyokhoz kapcsoldnak az ntttvasbl kszlt nyomtrcsk, melyek egytt forognak a lendkerkkel. A nyomatkot a nyomtrcskra a tengelykapcsol hz

40

hornyaiba benyl csapok viszik t. A kzbens sima nyomtrcsa s a f nyomtrcsa sszeszortst ennl a konstrukcis vltozatnl csavarrugk vgzik. A tengelykapcsol oldsakor, a tengelykapcsol trcsk s a nyomtrcsk kztti srld kapcsolat megszntetst szolgljk a segdrugk, melyek a nyom trcsk kztti tvolsgot nvelni igyekeznek, az sszeszort er megsznst kveten. 2.2.5. A tbbtrcss (lamells) tengelykapcsolk szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai. Azokban az esetekben, amikor viszonylag nagy nyomatk tvitelre van szksg, de az oldhat tengelykapcsol beptshez fleg a bepthet tmr vonatkozsban, nem ll rendelkezsre elegend hely, alkalmazhatk a tbb lemezes (lamells) szraz, vagy olajban fut tengelykapcsolk. A 2. 22 brn egy motorkerkproknl alkalmazott, tbblemezes, olajban fut tengelykapcsol lthat.

2. 22 bra Tbblemezes parafa bettes olajban fut tengelykapcsol A motorkerkpr motorjnak ftengelyn lv hajt fogaskerk hajtja meg a nagyobb fogszm hajtott fogaskereket, melynek homlokfelletre szegecsktssel rgztettek egy bels, tengely irny bordzattal elltott dobot. Ehhez a bels bordzathoz csatlakoznak az acllemezbl kszlt kls fogazs, srld bett nlkli tengelykapcsol trcsk (lamellk). A kls fogazs acllemez lamellk kztt helyezkednek el a bels fogazs, srld parafa betttel elltott lamellk, melyek a hajtott tengelyvgen lv kls bords agyhoz csatlakoznak. A hajtott tengelyvghez erstett agyhoz rgztett csapok biztostjk a nyom trcsa vezetst s a nyomtrcsa, valamint a kls s bels fogazs lamellk sszeszortst vgz csavarrugk elfesztst. Alaphelyzetben ez a tengelykapcsol is sszekapcsolt llapotban van. Kiemelst, oldst a hajtott tengely tengelyirny furatban elhelyezked tolrd tengely irny elmozdtsa teszi lehetv. A tolrd balra trtn elmozdtsval a nyomtrcsa az sszeszort rugk ellenben elmozdul, megszntetve a lamellkat sszeszort ert. A tengelykapcsol zrt hzt olajjal tltik fel. Az olajtlts biztostja a srld felletek htst, ami klnsen a hre rzkeny parafa bettek esetben hasz-

41

nos. Az olajtlts tovbbi elnye, hogy mivel az olaj a tengelykapcsol zrsakor lassabban szorul ki a srld felletek kzl, a megnveked csszsi id, lgyabb, rngatstl mentes indtst tesz lehetv. A 2. 23 brn egy tbb lemezes (lamells) olajban fut tengelykapcsol lthat. Ennl a lemez prokon nincs srld bett. A srld bett nlkli tbb lemezes tengelykapcsolknl a srld felletek kztti srldsi tnyez kisebb, ugyanakkor a megengedett lnyegesen nagyobb felleti terhels azonos geometriai mretek esetn nagyobb nyomatk tvitelt biztosthatja.

2. 23 bra Tbblemezes (lamells) olajban fut tengelykapcsol A tbblemezes tengelykapcsolk tengely irny beptsi mrete esetenknt nagyobb, mint a szraz egytrcss kapcsolk. A tengelyirny mret cskkentse rdekben a lemezek (lamellk) kztti hzag, oldott llapotban, lemezenknt 0,30,5 mm-es. Ez az zemeltets sorn, fleg hideg idben, mikor a tbblemezes tengelykapcsolban lv olaj viszkozitsa megn, nmi nyomatkot visz t oldskor is. Ez a problma nhny ismtelt kapcsols utn, az olaj felmelegedst kveten megsznik. A tengelykapcsol zemeltetse sorn a srld lemezek kopnak. A srld lemezek egy meghatrozott mrtk kopst kveten, egy-egy tovbbi lemezpr beptsvel, a hiba elhrthat. Tbblemezes tengelykapcsolk olajtlts nlkli konstrukciban is kszlnek. A tbblemezes szraz tengelykapcsolk alkalmazsa, kifejezetten rossz htsi viszonyaik miatt, ftengelykapcsolknt nem elterjedt. A tbblemezes szraz tengelykapcsolk alkalmazsi terletei a kvetkezk: Bolygkerekes sebessgvltk klnfle elemeinek sszekapcsolsra Lnctalpas jrmvek kormnyszerkezeteinek kapcsolsra Sebessgvltk fogaskerekeinek a tengelykkel val sszekapcsolsra Esetenknt indtmotorok hajt tengelyein a szksg szerinti megcsszs biztostsra.

42

2.2.6. A mechanikus tengelykapcsolk mkdtet (kiemel) szerkezeteinek konstrukcis vltozatai. Gpjrmveknl a tengelykapcsol, szokvnyos megoldssal, tengelykapcsol (kuplung) pedllal oldhat. A tengelykapcsol pedl kezelst a gpjrm vezetje a bal lbval vgzi. Szokvnyos elrendezseknl a bal pedl a tengelykapcsol (kuplung) pedl, a kzps pedl a fk, a jobb szls pedl a gzpedl. A pedlok, gy a tengelykapcsol pedl mkdtetshez szksges erk s pedl utak nagysgra vonatkoz mszaki irnyelvek a kvetkezk: A pedlok mkdtetshez szksges lber mrtke ne haladja meg a 150200 N rtket. A pedl kinyomsnak tja 120150 mm Ebbl a pedl holtjtk, mikor mg a tengelykapcsol kiemelse nem kezddik meg, 2030 mm. Ehhez a pedl holtjtkhoz a kinyom csapgy s a kiemel karok kztt 1,53 mm holtjtk tartozik. Ez utbbi 1,53 mm-es holtjtk azrt szksges, hogy a kinyom csapgynak a kiemel karokra ne legyen hatsa, s gy a nyom trcst, a tengelykapcsol trcst, s a lendkerk srld felleteit sszeszort rgert ne cskkentse. A tengelykapcsol trcsa srld betteinek kopsval ez a holtjtk cskken, nagy mrtk kops esetn a holtjtk meg is sznhet. Ez esetben a kinyom csapgy lland ert kifejtve a kiemel karokra, azok az sszeszort ruger hatst oly mrtkben cskkenthetik, hogy a tengelykapcsol kezdetben a nagy nyomatkok tvitelekor, ksbb folyamatosan csszik. A tengelykapcsol csszsakor keletkez magas hmrsklet kezdetben a tengelykapcsol trcsa, slyosabb esetben a teljes tengelykapcsol szerkezet tnkremenetelt okozhatja. A tengelykapcsol megcsszsa behzott kzifk esetn, els sebessgfokozatba kapcsolt sebessgvltval, a motor kb. 2600-as percenknti fordulatszmmal ellenrizhet. Jl mkd tengelykapcsol esetn a tengelykapcsol pedl gyors felengedsekor, a motor lell, a tengelykapcsol hibja esetn, a motor fordulatszma lecskken, de a motor tovbb jr, anlkl, hogy a gpjrm elindulna. A 2. 24 brn egy mechanikus tengelykapcsol mkdtet szerkezet lthat.

43

2. 24 bra mechanikus tengelykapcsol mkdtet szerkezet A tengelykapcsol pedl ktkar emel. Az emel mechanikus mdostsa, a karok arnya nagy, mely lehetv teszi 160200 N lber esetn is az igen nagy sszeszort rugerk ellenben a tengelykapcsol oldst. A lber megsznse esetn a pedl a visszahz rug segtsgvel kerl ismt alaphelyzetbe. A tengelykapcsol pedlt a kinyom karral egy rudazat kti ssze. A rudazatba ptett fesztcsavar segtsgvel a tengelykapcsol trcsa kopsval cskken holtjtk ismtelt belltsra van lehetsg. A kinyom kar szintn ktkar emel. A karok arnynak, a mechanikus mdosts vltoztatsval, tovbb cskkenthet a tengelykapcsol pedl kinyomshoz szksges lber. Az 2. 25 brn lthat mechanikus tengelykapcsol mkdtet szerkezet mkdse hasonl az 2. 24 brn lthat szerkezethez.

2. 25 bra Mechanikus tengelykapcsol mkdtet szerkezet sszetett rudazattal Itt a tengelykapcsol pedl egykar emel. A kar mechanikus mdostsa itt is jelentkenyen cskkenti a tengelykapcsol oldshoz szksges pedler nagysgt. Ennl a szerkezetnl a tengelykapcsol pedlt, a kinyom csapgyat mkdtet kar kztti rudazat bonyolultabb, osztott. A rudazat kt rsze kztt, egy ktkar emel himba van elhelyezve. A 2. 25 brn lthat himbn a karok arnya egy krli. Knnyen belthat, hogy a karok arnynak vltoztatsval a mechanikus mdosts, s ezzel a szksges pedler tovbbi vltoztatsra is van md.

44

A rudazat II. beptett fesztcsavar biztostja itt is a tengelykapcsol trcsa srld betteinek kopsa miatt lecskken 1,53 mm-es hzag belltsi lehetsgt. A kinyom kar tovbbi mechanikus mdostst tesz lehetv. A visszahz rug a rudazaton keresztl biztostja a tengelykapcsol pedl alaphelyzetbe trtn visszallst. Gpjrmvek tengelykapcsolinak mkdtetsre gyakran alkalmaznak hidraulikus szerkezeteket. Ezeknl a tengelykapcsol pedl egy hidraulikus henger dugattyja segtsgvel megnveli az olaj nyomst, a tengelykapcsolt mkdtet hidraulika rendszer olajvezetkben. Az olajvezetkben megnvekedett nyoms egy, a tengelykapcsol kinyom karjhoz kapcsold hidraulikus munkahenger dugattyjt mozdtja el, s a kinyom kar oldja a tengelykapcsolt. A hidraulika olaj szivrgsnak ptlsra a hidraulika hengeren kis olajtartly van elhelyezve. Szksg esetn ennek utntltsrl gondoskodni kell. A hidraulika henger s a hidraulika munkahenger dugatty tmrinek viszonya a ktkar tengelykapcsol pedl kar arnyaibl s a kinyom kar ktkar emeljnek kar arnyaibl szrmaz mechanikus mdosts tovbbi nvelst teszi lehetv. Ennl a megoldsnl a rudazat srldsi vesztesge sokkal kisebb, mint a mechanikus rudazat esetn. A hidraulikus mdosts lehetsge, a srldsi vesztesgek cskkense a pedler tovbbi cskkentst teszi lehetv. A 2. 26 brn egy hidraulikus tengelykapcsol mkdtet szerkezete lthat.

2. 26 bra Tengelykapcsol hidraulikus mkdtet szerkezete A hidraulikus mkdtet szerkezet tovbbi elnye, hogy nagymret jrmvek, pldul farmotoros autbuszok esetn a bonyolult mechanikus rudazat helyett, a hidraulikus mkdtets egyszerbb, zembiztosabb, olcsbb. Nagy teljestmny gpjrm motorok esetn a tengelykapcsol srld elemeinek sszeszortshoz nagyobb sszeszort ruger szksges. Az sszeszort rugervel szemben nagy kiemel erre van szksg. A pedler cskkentse s a gpjrmvezet knyelmnek fokozsa rdekben klnfle segdenergikat alkalmaznak.

45

A 2. 27 brn a segdenergit ruger biztostja. A tengelykapcsol pedl lenyomsval, a hz, szervo rug enyhn tovbb nylik, mikzben a pedlnl a holtjtk megsznik.

2. 27 bra Rugs szervo berendezs A pedler eddig a pontig nem a tengelykapcsolt sszeszort ruger ellenben mkdik. A szervo rug pedig eddig a pontig a tengelykapcsol pedl alaphelyzetben tartst szolglja. Az A jel csapnak a tengelykapcsol pedl csuklpontja al sllyedsvel a hzott szervo rugban trolt energia s az ebbl szrmaz er nyomatka, a tengelykapcsol pedl benyomsban, illetve a tengelykapcsol oldsban segt. 2.2.7. Mechanikus tengelykapcsolk mretezse. A mechanikus tengelykapcsolk a motor nyomatkt, a nyomatk mdostsa nlkl kzvettik az ertviteli rendszer kvetkez elemre, a sebessgvlt fel. A tengelykapcsol trcskkal tvihet nyomatk nagysga fgg a srld tengelykapcsol trcskat a lendkerkkel s a nyomtrcsval, illetve tbb tengelykapcsol trcsa alkalmazsa esetn a nyomtrcskkal sszeszort er nagysgtl, a srld felletek kztti srldsi tnyeztl, a srld trcsk geometriai mreteitl (a krgyr alak srld fellet slyponti krnek sugartl), valamint a srld felletek szmtl. Vagyis:

M Tk = Fn 2 n rk [ Nm]Ahol: MTk a tengelykapcsolval tvihet nyomatk nagysga

a srld anyag prok kztti srldsi tnyez a srld felleteket sszeszort er n a tengelykapcsol trcsk szma

Fn

a krgyr alak srld felletek slyponti krnek rk sugara

46

A tengelykapcsolval tviend nyomatk alapveten a motor maximlis nyomatktl fgg. Szmtsa a kvetkez sszefggsbl lehetsges:

M TK = eM M P max [ Nm]Ahol:

eM

az gynevezett nyomatkfelesleg tnyez a motor nyomatk rugalmassgi tnyezje

MPmax motor maximlis teljestmnyhez tartoz nyomatk Vegyk sorjban a kt sszefggsben szerepl komponensek szmtst, illetve szoksos rtkeit:

A , a srld anyag prok kztti srldsi tnyez. rtke nem fgg a felleteket sszeszort er nagysgtl s a felletek nagysgtl sem. A srldsi tnyez rtke, kizrlag a srld fellet prok anyagi minsgnek a fggvnye. Az albbi tblzatban, nhny szoksos anyagprosts srldsi tnyezjnek rtkei tallhatk: Srld felletek anyag prostsa Szraz, srld bettes tengelykapcsolk Olajos, acl lamells tengelykapcsolk

srldsi tnyez0,20,3 0,1

Az Fn, a felleteket sszeszort norml ert tbbnyire ruger biztostja. A rugk tpusa klnfle lehet. Gyakran alkalmaznak csavar rugt, sok esetben tnyr rug.

n az sszeszortott fellet prok szma. rtke egytrcss tengelykapcsolk esetn 2, kttrcss tengelykapcsolk esetn 4. rk a krgyr alak tengelykapcsol trcsa slyponti krnek a sugara. Az rk slyponti sugr meghatrozsra tbb lehetsg llrendelkezsre. A 2-29. bra jellseivel, a srld felletek mrett gy kell megvlasztani, hogy ad = 0,60,8 kztt legyen. D

47

2. 28 bra A tengelykapcsol trcsa srld fellete A slyponti kr sugara a kvetkez sszefggsbl szmthat:rk = 2 R3 r 3 1 D3 d 3 = [m] 3 R2 r 2 3 D2 d 2 d = 0,6 0,8 , akkor a krgyr slyponti krnek a sugara a hibahatron D

Ha a

bell helyettesthet a kvetkez sszefggssel:rk =

1 D+d [m] 2 2

Ami a krgyr alak srld fellet kls s bels sugarnak szmtani kzepe. A mretezsnl alkalmazott nyomatkfelesleg tnyez ( ) nagysga biztostja, a tengelykapcsolval szemben tmasztott mszaki kvetelmnyek kzl, egyrszt azt, hogy a motor maximlis nyomatkt nagy biztonsggal, csszsmentesen tovbbtsa az ertviteli rendszer tovbbi elemei fel, illetleg azt, hogy extrm nagy terhelsek esetn (zemzavar a motorban, vagy az ertviteli rendszer ms rszeiben), megcssszon, megkmlve az ertviteli rendszer tbbi elemt az esetleges trsektl, deformciktl. A nyomatkfelesleg tnyez szoksos rtkei. Klnfle gpjrmvek esetn a kvetkez tblzatban tallhatk: Gpjrm kategria Szemlygpkocsik Tehergpkocsik, nehz gpjrmvek Motorkerkprok Nyomatkfelesleg tnyez 1,52 22,5 1,31,5

A motor maximlis teljestmnyhez tartoz nyomatk (Mpmax) az albbi sszefggsbl szmthat:M P max = Pmax [Nm] 2 n

Ahol:

Pmax [W] n [1/s]

a motor maximlis teljestmnye a motor maximlis teljestmnyhez tartoz fordulatszm

48

Ezekkel a kiindul adatokkal a tengelykapcsol trcsa mretezhet. A tengelykapcsol trcst lapveten felleti nyomsra mretezik. A felleti nyoms a kvetkez sszefggsbl szmthat:p= Fn N 2 A m

A szoksos bettanyagokra megengedett felleti nyoms rtkek a kvetkez tblzatban tallhatk: A srld bettek anyaga Szraz srld bettes tengelykapcsolk Olajos acl lamells tengelykapcsolk pmeg [N/m2] 250000300000 250000600000

Ha a tengelykapcsol mreteit a konstrukci nem korltozza, lehetsg szerint kis felleti nyomsra kell trekedni. Mintaplda egy mechanikus tengelykapcsol mretezsre: A mintaplda kiindul adatai: A motor maximlis teljestmnye: A motor tpusa: Pmax=50 [kW]=5104 [W] DIESEL

A motor max. teljestmnyhez tartoz fordulatszm: n=4000 min-1=66,66[s-1] Meghatrozandk a motor nyomatkt, a tengelykapcsolval szemben tmasztott mszaki kvetelmnyeket biztost, minimlis beptsi mret tengelykapcsol trcsa f mretei! A motor maximlis fordulatszmhoz tartoz nyomatk szmtsa: [1] M motor =Pmax 5 10 4 = = 119,366 [Nm] 2 n 2 66,667

A motor maximlis nyomatknak szmtsa: Diesel motorok esetn a nyomatkrugalmassgi tnyez: eM=1,1 Ezzel [2] Mmax= MmotoreM=119,3661,1=131,302 [Nm] A tengelykapcsolval tviend nyomatk szmtsa: Szemlygpkocsik esetn az alkalmazott nyomatkfelesleg tnyez ajnlott rtke: =2 Ezzel [3] MTk=Mmax=131,3022=262,604 [Nm]

49

A tengelykapcsol trcsval tvihet nyomatk: [4] Ebbl [5] Fn = Az ajnlott

MTk = Fn 2 n rkM Tk 2 n rk

d r = = 0,6 0,8 intervallumbl, a minimlis beptsi mretre treD R

kedve a 0,6-ot vlasztva r=0,6R Az rK rtke ezzel [6] rK =r + R 0,6 R + R 1,6 R = = = 0,8 R 2 2 2

Szraz srld bettes tengelykapcsolra a megengedett felleti nyoms maximlis rtke p=300 000 [N/m2]. (minimlis beptsi mretre trekedve!) Ezzel [7] p = Ebbl [8] Fn = p 0,64 R 2 Ezekkel a maximlis = 0,3-es srldsi tnyezt felvve a tengelykapcsol trcsa f mretei a kvetkez sszefggsbl meghatrozhatk. Az [5]sszefggsbe behelyettestvep 0,64 R 2 = M Tk 2 n 0 .8 R Fn Fn Fn = 2 = 2 2 ( R r ) ( R (0,6 R ) ) 0,64 R 2 2

EbblR=3 M Tk 262,604 =3 = 0,076829 [m] p 0,64 2 n 0.8 300000 0.64 3.14 2 0.3 2 0.8

Azaz a tengelykapcsol trcsa minimlis kls tmrje D=153,66 [mm], a bels tmrje d=0,6D=0,6153,66=92,195 [mm] 2.2.8. A centrifuglis (nmkd) tengelykapcsolk szerkezete, mkdse, konstrukcis vltozatai. A 2. 29 brn egy nmkd centrifuglis tengelykapcsol lthat. A meghajtmotor ftengelyhez csavarokkal rgztett lendkerk peremn tallhat az nindt motor fogaskerekhez kapcsold fogaskoszor. A lendkerk homlokfelletnek kt menetes furathoz vannak rgztve a visszahz rugk kapcsol-

50

dst is biztost kapcsol pofavezet csapok. Ezek a csapok biztostjk a kapcsol pofknak a centrifuglis er hatsra, a visszahz rugerk ellenben trtn sugr irny (radilis) elmozdulst. A kapcsol pofn ragasztssal, esetleg szegecselssel rgztett srld betteket a kapcsol pofkra hat centrifuglis er a kapcsol dobhoz szortja. A kapcsol dob s a srld bettek kztti srld er viszi t a hajt nyomatkot a tengelykapcsol dobra.

2. 29 bra Centrifuglis tengelykapcsol dob A tengelykapcsol pofkra hat centrifuglis er a kvetkez sszefggsbl szmthat:Fcf = m R 2 = m R (2 n ) [N]2

Ahol m a kapcsol pofa tmege R n [kg] [m] [1/s] a kapcsol dob sugara a motor fordulatszma

A kapcsol pofa s a kapcsol dob kztti srld er srldsi tnyez esetnFs = Fcf = m R (2 n ) [N]2

Ezzel szmthat a centrifuglis tengelykapcsolval tvihet nyomatk, a kvetkez sszefggssel:M Tk = N R m R (2 n ) = N m R 2 (2 n ) [Nm]2 2

Ahol

N

a kapcsol pofk szma

[db]

A 2. 29 brn lthat tengelykapcsol visszahz rugjt gy mretezik, hogy az a motor alapjrati fordulatn ne engedje, a centrifuglis er hatsra, a kapcsol pofkat a kapcsol dobhoz szorulni, vagyis alapjraton a tengelykapcsol oldott llapotban van. A fordulatszm emelsvel, a fordulatszm ngyzetvel arnyosan nvekszik a kapcsol pofkat a kapcsol dobbal sszeszort er, s ezzel a tengelykapcsolval tvihet nyomatk.

51

Vagyis sima gzadssal az ilyen tpus tengelykapcsol automatikusan biztostja a sima, rngats mentes indtst. Htrnyknt jelentkezik viszont, hogy a fordulatszm nvekedsvel, annak ngyzetvel arnyosan nvekszik a tengelykapcsolval tvihet nyomatk, nagy fordulatszmok esetn bekvetkez extrm terhelsnl, a tengelykapcsol nem csszik meg, s ezzel az ertviteli rendszer tovbbi meghibsodst okozhatja. Tovbbi htrnya, hogy nem teszi lehetv a sebessgvltshoz szksges gyors szt, illetve sszekapcsolst, miutn a tengelykapcsol csak a fordulatszm alapjratra trtn lecskkense utn old. Ezrt az ilyen tengelykapcsolk csak fokozatnlkli sebessgvltk esetn alkalmazhatk. A sebessgvltshoz szksges gyors szt-, illetve sszekapcsolst biztostsra, a centrifuglis tengelykapcsolkat, azzal sorba kapcsolt szraz egytrcss tengelykapcsolval szoktk kiegszteni. Egy ilyen, lehetsges megolds lthat a 2. 30 brn.

2.30 bra kiegszt kapcsolval elltott centrifuglis tengelykapcsol A meghajt motor ftengelyhez csavarokkal rgztett lendkerk peremn tallhat az nindt motor fogaskerekhez kapcsold fogaskoszor. A lendkerk agyban ksztett furatban van csapgyazva a kiegszt, szraz egytrcss tengelykapcsol hz bords tengelyvge. Ezen a bords tengelyvgen mozoghat tengely irnyban (axilisan) a centrifuglis ftengelykapcsol, tengelykapcsol trcsja. A ftengelykapcsol trcst a lendkerkkel a specilis hornyokkal elltott nyomtrcsa szortja ssze. Az sszeszort ert, a nyomtrcsa specilis hornyaiban elhelyezett golykra hat centrifuglis er biztostja. A golyk a bemunklt hornyokon kifel mozdulva, a tengelykapcsol hz fedl s a hornyok kztti szkl hzag kvetkeztben az old rugk ellenben a nyomtrcst tengely irnyban elmozdtva, sszeszortjk, a tengelykapcsol trcst a lendkerk srld felletvel. A ltrejv srld er nyomatka ezzel a kiegszt tengelykapcsol hzra jut. A kiegszt tengelykapcsol zrt llapotban van, gy az a nyomatkot a sebessgvlt nyeles tengelyre tovbbtja. A sebessgvltshoz szksges gyors sztkapcsols s sszekapcsols a kiegszt tengelykapcsol mkdtetse biztostja.

52

A nagy fordulat s extrm nagy terhelsek esetn a centrifuglis tengelykapcsolk megcsszst biztost konstrukcis megolds lthat a 2.31 brn. A korltozott, vagy maximlt sszeszort erej centrifuglis tengelykapcsolnl a centrifuglis er nvekedsnek hatst az sszeszort erre maximljk.

2. 31 bra Maximlt sszeszort erej centrifuglis tengelykapcsol A meghajtmotor ftengelyhez csavarokkal rgztett lendkerk peremn tallhat az nindt motor fogaskerekhez kapcsold fogaskoszor. A lendkerk agyban ksztett furatban van csapgyazva a sebessgvlt nyeles tengelynek bords tengelyvge, melyen tengelyirnyban tud elmozdulni a bords aggyal hozz kapcsold tengelykapcsol trcsa. A tengelykapcsol trcst a nyom trcsa szortja ssze a lendkerken kialaktott srld fellettel. A nyom trcsra a nyom trcsa s a szort trcsa kz beptett sszeszort rug hat. A szort trcst a rpslyokra hat centrifuglis er, emelkarokon keresztl tengely irnyban, a lendkerk irnyban elmozdtva nveli a nyomtrcsra hat sszeszort rugert, mindaddig, mg a szort trcsa homlokfellete fel nem l, a dvel jelzett elmozduls utn, a tengelykapcsol hz erre a clra kialaktott felletre. Ettl az llapottl kezdve az sszeszort er lland, nem fgg a tengelykapcsol fordulatszmtl. rtke csak az sszeszort rug elfesztettsgnek s rugllandjnak a fggvnye. A tengelykapcsol oldst, sebessgvltskor a mr jl ismert mkds kiemel szerkezet vgzi. Ezzel a tengelykapcsol konstrukcival teht a fordulatszm nvelsvel (gzads) a gpkocsi simn, rngats nlkl, a kiemel szerkezet hasznlata nlkl indthat. Nagy fordulatszmok esetn, az sszeszort er korltozsa miatt, extrm terhelsek esetn a tengelykapcsol megcsszhat. A kiemel szerkezet biztostja a gyors kiemelst s sszekapcsolst s ezzel a sebessgvlts lehetsgt. Fkezskor, a tengelykapcsol kiemel szerkezetnek mkdtetse nlkl a tengelykapcsol az alapjrati fordulatszm elrsekor automatikusan old, a kiemel rugk az sszeszort ert megszntetik.

53

2.3.

Hidrodinamikus tengelykapcsolk

A hidrodinamikus tengelykapcsolk szerkezete rendkvl egyszer. Kt flbe vgott s egymssal szembe fordtott bellrl sugr irnyban bordzott krgyr (trusz) alak tnyrbl ll, ahogy ez a 2. 32 brn lthat.

2. 32 bra Hidrodinamikus tengelykapcsol A motor ftengelyhez rgztett, hajt flgyr alak tnyrt szivattynak, a vele szemben elhelyezett, hajtott flgyr alak tnyrt turbinnak nevezik. A szivatty s a turbina flgyr alak tnyrjai sugr irnyban egyenes bordkkal, laptokkal vannak elltva. A torzis lengsek, illetve a rezonancia jelensgek elkerlse rdekben a szivatty, illetve a turbina gyrben lv bordk szma, esetleg osztsa eltr lehet. A nyomatkot a szivattyrl a turbinra az egymssal szembe fordtott kt flgyr alak tnyr kz tlttt, folyadk, tbbnyire hidraulika olaj viszi t. A motor ltal meghajtott szivatty laptai kztt lv folyadkra hat centrifuglis er a folyadkot sugr irny ramlsra knyszerti, mikzben rint, tangencilis irnyban is felgyorstja. A laptok kztt a sugr irny ramls jn ltre, a folyadk a szivatty laptai kzl a turbina laptai kz ramlik. Amg a turbina laptai kz raml folyadk rint, tangencilis irny sebessge nagyobb, mint a turbina laptjainak kerleti sebessge, a folyadk a laptoknak tkzve hajtja meg a turbint. A turbina laptai kztt lelassult tangencilis, rint irny folyadk a turbina laptai kzl sugr irnyban visszaramlik a szivattyba ahol az rint, tangencilis irnyban ismt felgyorstja. Ez a folyamat egszen addig tart, mg a turbina fordulatszma el nem ri a szivatty fordulatszmt. Ebben az esetben nincs klnbsg a folyadk tangencilis, sugr irny sebessge s a turbina laptjainak kerleti sebessge kztt. A folyadk nem tkzik a turbina laptjaiba, gy a folyadk tangencilis impulzusa nem vltozik, nem hat tovbbi er, s ezzel nyomatk a turbinra. Termszetesen a turbina gyr fordulatszmnak nvekedsvel, a turbina laptok kztti folyadkra is hat a centrifuglis er. A folyadk a turbinban is sugr irnyban kifel ramlana. Ezrt a turbina gyr fordulatszmnak emelkedsvel a sugr irny ramls intenzitsa is s az tvihet nyomatk is cskken.

54

A hidrodinamikus tengelykapcsolval tvihet nyomatk vltozsa a turbina s a szivatty gyrk fordulatszm viszonynak fggvnyben a 2. 33 brn lthat.

2. 33 bra A hidrodinamikus tengelykapcsolkkal tvihet nyomatk vltozsa a turbina s a szivatty gyrk fordulatszm viszonynak fggvnyben A hidrodinamikus tengelykapcsol mkdse sorn a szivatty s a turbina kztt a nyomatk nem vltozik, mdosts nincs, azaz M szivatty=M turbina A szivatty teljestmnye: P szivatty=M szivattyw=M szivatty2pn szivatty A turbina teljestmnye: P turbina=M turbinaw=M turbina2pn turbina A hidrodinamikus tengelykapcsol hatsfoka:=Pturbina M turbina 2 nturbina = Pszivatty M szivatty 2 nszivatty

Miutn a tengelykapcsoln nyomatkmdosts nincs, M szivatty=M turbina A hidrodinamikus tengelykapcsol hatsfoka=Pturbina n = turbina Pszivatty nszivatty

A hidrodinamikus tengelykapcsolk nyomatk s hatsfok vltozsa a turbina s a szivatty fordulatszm viszonynak, illetve a szivatty s a turbina fordulatszm klnbsgnek (szlip) fggvnyben a 2. 34 brn lthat.

55

2. 34 bra A hidrodinamikus tengelykapcsolk nyomatk s hatsfok vltozsa a turbina s a szivatty fordulatszm viszonynak, illetve a szivatty s a turbina fordulatszm klnbsgnek (szlip) fggvnyben A 2. 34 bra jl szemllteti, hogy a hidrodinamikus tengelykapcsolval tvihet nyomatk s a tengelykapcsol hatsfoka a szlip cskkensvel, illetve a turbina s a szivatty fordulatszm viszonynak nvekedsvel cskken. A hatsfok 0,02 szlip esetn ri el a maximumot, mintegy 98%-ot. Ennl az rtknl a folyadk ramls a szivatty s a turbina gyrk kztt rohamosan lecskken, majd megsznik, tovbbi nyomatk tvitel nem lehetsges. Az brbl az is kvetkezik, hogy a maximlis nyomatk, maximlis szlip esetn jn ltre, vagyis akkor, amikor a turbina gyr ll. A 2. 34 brn lthat jelleggrbk zemi hmrskleten, tlt folyadkkal teljesen feltlttt llapotra vonatkoznak, vagyis a hidrodinamikus tengelykapcsol tltsi foka=V folyadk Vtengelykapcsol =1

Ahol Vfolyadk a betlttt folyadk trfogata [m3]

Vtengelykapcsol a tengelykapcsol folyadkternek a trfogata [m3] A hidrodinamikus tengelykapcsolval tvihet nyomatk, az gy rtelmezett tltsi fok cskkensvel a szlip, illetve a turbina s a szivatty fordulatszm viszonyainak vltozsval, cskken. Ezen nyomatk cskkens jellege lthat a 2. 35 brn.

56

2. 35 bra A hidrodinamikus tengelykapcsolval tvihet nyomatk, vltozsa a tltsi fok cskkensvel 2.3.1. A hidrodinamikus tengelykapcsolk szerkezete mkdse, konstrukcis vltozatai. A hidrodinamikus tengelykapcsolkat ltalban bolygmves sebessgvltk alkalmazsa esetn alkalmaznak. Hagyomnyos, mechanikus vltk alkalmazsa esetn, a hidrodinamikus tengelykacsol nem biztostja a vltshoz szksges gyors sztkapcsols s sszekapcsols mszaki feltteleit. Ezrt, hagyomnyos mechanikus sebessgvltk alkalmazsa esetn, a hidrodinamikus tengelykapcsol turbina tengelyt, egy hagyomnyos egytrcss kiegszt srld kapcsolval ktik ssze, ahogy ez a 2. 36 brn lthat.

2. 36 bra Egytrcss szraz tengelykapcsolval kiegsztett hidrodinamikus tengelykapcsol A hidrodinamikus tengelykapcsol turbina gyrje s a kiegszt szraz egytrcss tengelykapcsol kapcsol hza egy anyagbl van megmunklva. Indtskor a szraz egytrcss tengelykapcsol zrt llapotban, alaphelyzetben van. A szivatty fordulatszmnak emelkedsvel a turbinra jut nyomatk megnvekszik, a gpkocsi simn, rngatstl mentesen elindul. A hagyomnyos mechanikus sebessgvlt alkalmazsa esetn, a sebessgvltshoz a gyors szt,

57

illetve sszekapcsolst a mechanikus, szraz egytrcss kiegszt tengelykapcsol biztostja. A hidrodinamikus tengelykapcsolval szerelt gpjrmveknl gyakori problma, hogy rzkenyek az alapjrati fordulatszmra, s mr alacsony fordulatszmon is nagyobb hajt nyomatkot visznek t, mint az ertviteli rendszer bels srldsbl szrmaz vesztesg nyomatka. Ilyenkor gzads nlkl is a gpjrm lassan elindul. Ezt a jelensget nevezik kszsnak. Ilyenkor a gpjrm vezetje a fkre lpve tudja csak helyben tartani gpkocsijt. A kszs megakadlyozsnak msik mdja az, hogy kis fordulatszmon cskkentett tltsi fokkal zemeltetik a hidrodinamikus tengelykapcsolkat, melynek hatsra alacsony fordulaton ersen lecskkenthet az tvitt nyomatk. A nyomatki grbe jellgt lecskkentett tltsi fok esetn a 2. 37 bra mutatja.

2. 37 bra A nyomatki grbe jellege, a szivatty alacsonyabb fordulatszmn lecskken tltsi fok esetn A kvetkez brkon, az alacsony fordulatszmok esetn, a tltsi fok cskkentst biztost konstrukcik lthatk. A 2.38 brn egy specilis, gynevezett mellkkamrs hidrodin