MFKG smer za drumski Katedra za MVM saobraćajStruktura i konstrukcija vozila

SEMINARSKI RAD Razdelnik pogona na 4WD

putničkim vozilima

Predmetni nastavnik: student: Prof.Dr Rajko Radonjić Vule Bojović 113/2006

Uvod:

Tehnološkim razvojem i tehničkim napretkom u automobilskoj industriji, proizvedeni su veoma složeni sistemi za kretanje motornih vozila u različitim uslovima vožnje na različitim terenima. Kada govorimo o performansama motornih vozila nije samo bitno naglasiti njihovu maksimalnu brzinu, estetski izgled, već moramo mnogo više pažnje obratiti na njihovu stabilnost i kvalitet upravljanja na različitim terenima.

Sva motorna vozila imaju više složenih sklopova koji učestvuju u prenosu snage od motora do točkova koje nazivamo transmisijom ili prenosnicima snage. Oni prilagođavaju obrtni moment i broj obrataja motora izborom prenosnog odnosa. Transmisija menja odnos između broja obrtaja motora i broja obrtaja točkova, kako bi se rad motora prilagodio uslovima puta.

Na ponašanje automobila od izuzetnog značaja ima vrsta pogona. Najveći procenat automobila ima pogon na prednjim točkovima. Ovom izboru pribegava većina proizvođača. Najviše zbog jeftinijih konstrukcionih rešenja, i malo više mesta u putničkom prostoru. Proverenom pogonu na zadnje točkove ostali su verni BMW, Mercedes, Leksus, Kadilak, Linkoln, Jaguar, Rols-Rojs. Pored toga, sportski automobili, poput Poršea, Ferarija, Lotusa, Aston martina, takođe imaju prenos snage preko zadnjih točkova. Honda, Nisan i Tojota svoje sportske i prestižne limuzinske modele, takođe,  proizvode sa istim pogonom. Međutim idealno je rešenje pogon na svim točkovima (4WD). Danas je sve više automobila u koji se ugrađuje ovakav pogon. Razlikujemo stalan (permanentni) i uključivi pogon 4x4. Ovaj drugi može se aktivirati po naredbi kompjutera ili vozača.

Tehnički perfektnija rešenje predstavljaju permanentni pogoni na sve točkove. U tim slučajevima su svi točkovi uvek u pogonskoj vezi. Mehanizam izjednačavanja ili prebacivanja obrtnog momenta (torzen diferencijal ili visko-spojnica) regulišu količinu obrtnog momenta između prednje i zadnje osovine u zavisnosti koji točkovi imaju bolji kontakt sa podlogom.

Teorijski posmatrano, prednost ovog pogona je velika. Naime problemi sa kojima se bori svaki od dva gonjena automobilska točka prepolove se kada je pogon raspoređen na četiri. Na uzdužnom pravcu, kad je reč o ubrzavanju i kočenju

motorom, a u poprečnim pravcima na račun bočnih sila koje izaziva vožnja u krivinama. 

Broj automobila sa ovim pogonom je mali, ali je u konstantnom  porastu. A zašto se onda ova vrsta prenosa ne koristi kod svih vrsta automobila? Pre svega zbog veće cene, i zato što automobil u tom slučaju sa istim motorom troši više goriva, a kod stalnog pogona brže troši i pneumatike. Većina kupaca misli da je prednost ove vrste prenosa samo na snegu, a to nije tačno. Naime, prenos na sve točkove je uvek superiorniji, čak i na idealno suvom kolovozu. Dakle, ukoliko imate mogućnosti, izbor je sasvim logičan.

SL.1 staviti naslov uz svaku sliku

Konstruktivna rešenja razdelnika pogona

Diferencijal je deo sistema prenosa snage koji vrši prenos obrtnog momenta, a pored toga omogućava razliku u broju obrtaja između spoljašnjeg i unutrašnjeg točka kada vozilo pređe kroz krivinu, čime čuva stabilnost vozila. Kada se vozilo kreće kroz krivinu, unutrašnji točak se kreće po putanji manjeg prečnika za isto vreme. Da bi se sačuvala stabilnost vozila potrebno je da se ti točkovi okreću različitim brzinama.

Zglobno vratilo prenosi obrtni moment na glavni prenosnik, koga čine par zupčanika. Za tanjirasti zupčanik pričvršćeno je kućište diferencijala. Za vreme obrtanja tanjirastog zupčanika, odnosno kućišta istovremeno se okreću zupčanici trkači, ali ne oko svojih osovina već zajedno sa kućištem. Trkači-sateliti se nalaze između bočnih zupčanika i samim tim služe kao klinovi za prenošenje obrtnog momenta, preko bočnih zupčanika na poluvratila. Na ovaj način ostvaruje se okretanje pogonskih točkova.

SL.2

Princip rada diferencijala se ilustruje preko dva ekstremna slučaja: a) pravolinijsko kretanje - pri ovom kretanju (ukoliko se zanemare neravnine puta različiti poluprečnici pogonskih točkova) pogonska poluvratila imaju iste ugaone brzine. Sateliti u ovom slučaju nemaju kretanje oko svoje ose već se okreću zajedno sa kućištem, slika 3a.

b) proklizavanje - vozilo stoji dok se pogonski točkovi okreću jednakim ugaonim brzinama ali u suprotnim smerovima. U ovom slučaju trkači se okreću oko svoje ose, slika 3b.

SL.3 SL.4

Slika 4. nam pokazuje kretanje elemenata diferencijala za slučaj pravolinijskog kretanja i kretanja u krivini.

Ovo su dva specijalna slučaja. U praksi prilikom eksploatacije motornih vozila, najviše su zastupljeni slučajevi između ovih ekstremnih.

Prema raspodeli pogonskog momenta, diferencijale delimo na simetrične i asimetrične.

Asimetrični nam služe da pogonski moment po nekom unapred određenom prenosnom odnosu, raspodeli na dve ili više pogonskih osovina. Šematski prikaz nekih konstrukcijskih izvedbi asimetričnih diferencijala dati su na slici 3. Asimetrične diferencijale delimo na asimetrične sa upravno postavljenim osama i asimetrične sa koso postavljenim osama.

SL.5

napiši kako se deli obrtni moment-traži od mene da ti dam obrasce SL.6

Na slici 6. je prikazan položaj diferencijala koji deli obrtni moment na prednju i zadnju osovinu.

Na slici 7a. prikazano je rešenje međuosnog diferencijala primenjenog na modelu Audi A4 quattro pod nazivom ″Torsen″. Radi se o samoblokirajućem pužnom zupčastom paru.Prednost se sastoji u tome što je blokiranje pokrenuto od strane same transmisije. Ovaj tip diferencijala podešava razlike u brzini i kada se koči ili pri kretanju u krivini. Normalno,obrtni moment se deli u odnosu 50:50 između osovina, ali u ekstremnim slučajevima ukupna vrednost pogonskog momenta može da se usmeri na bilo koju osovinu. SL.7a

SL.7b

SL.8

Na slici 8. je prikazan Audi Allroad Quattro Koncept

Stalni quattro pogon na svim točkovima je poznat već duži niz godina na svim Audijevim modelima, a tu tehnologiju je Audi predstavio pre čak 25 godina, a sada je prisutna u svim klasama automobila. Audi trenutno od svih prodatih modela ima trećinu prodatih opremljenih sa quattro sistemom čime se omogućava odlično prijanjanje, prenos snage na podlogu i bočna stabilnost uz neutralno ponašanje automobila što je pretpostavka brzog i stabilnog prolaska kroz krivine. Torsen diferencijal, čije ime je dobijeno spajanjem reči “torque” (obrtni momenat) i “sensing” (osećaj) što upravo objašnjava kako ovaj diferencijal radi, obezbeđuje idealni raspored obrtnog momenta po osovinama čime automobil maksimalno prenosi snagu na podlogu. Diferencijal je samo zatvarajući tj. zatvara se usled prevelike snage tako da umesto rasporeda snage 50:50 taj odnos može da bude od 75:25 do 25:75.

Razdelnik pogona na slici se sastoji od planetarnog seta koji obezbeđuje promenljivu raspodelu (u zavisnosti od unutrašnjeg prenosnog odnosa): 36% pogonskog momenta normalno ide napred i 64% na zadnju osovinu. Višelamelasta spojnica može biti ugrađena tako da blokira centralni diferencijal elektromagnetski do 100% u zavisnosti od zahtevanog obrtnog momenta (na prednju ili zadnju osovinu). SL.9

Na slici 9. je prikazan međuosni diferencijal konstruktivno rešen sa planetarnim setom i kaišnim prenosnikom. SL.10

Višelamelasta spojnica

U novije vreme, kao samoblokirajući mehanizam diferencijala, posebno međuosnih, koriste se visko-spojnice. Ova spojnica se sastoji od kućišta spojenog za jedno vratilo i naizmenično postavljenih diskova od kojih su jedni spojeni sa kućištem, odnosno jednim vratilom, a drugi spojeni sa drugim vratilom.90% zapremine kućišta popunjeno je silikonskim uljem čija se viskoznost ne menja pri znatnoj promeni temperatura. Do samoblokiranja dolazi pri znatnoj promeni raznih ugaonih brzina vratila i usled viskoznog trenja između ulja i diskova.Ova vrsta mehanizma za samoblokiranje koristi se kod VW,FORD-a i dr.

SL.11

Visko-spojnica na zadnjoj osovini vozila Golf 4MOTION, prikazana na slici 11, je elektronski kontrolisana, tako da može sinhronizovano da funkcioniše sa protivblokirajućim sistemom(ABS), sistemom za kontrolu klizanja (ASR) i sistemom za kontrolu stabilnosti kretanja (ESP).Veličina obrtnog momenta na zadnjoj osovini može da se menja u zavisnosti od pritiska u visko-spojnici. Raspodela obrtnog momenta može da ide do odnosa 50:50 između osovina. SL.12

Slika 12. pokazuje prenosnike snage i visko-spojnicu u njenoj funkciji za model VW GOLF 4MOTION.

Slika . Zadnja osovina vozila Honda Civic Shuttle 4 WD

Visko spojnica

Diferencijal na zadnjoj osovini

Dvostruke vođice