S
S
I
I
S
S
T
T
E
E
M
M
I
I
V
V
O
O
Z
Z
I
I
L
L
A
A
(skripta)
1. PRENOSNICI SNAGE
Mehanički prenosnici snage najzastupljeniji su tip prenosnika na vozilima svih kategorija, i u
zavisnosti od vrste menjačkog prenosnika dele se na dve osnovne grupe:
- frikcione i zupčaste.
Frikcioni prenosnici snage, odnosno menjački prenosnici, koriste frikcione elemente za
prenos snage i to sa kontinualnom promenom prenosnog odnosa. Ova osobina frikcionih
menjačkih prenosnika omogućuje, kao što je poznato, bolje približenje vučnih karakteristika
idealnoj hiperboli vuče. Međutim, ova njihova mogućnost može da dođe do izražaja, odnosno
da se u potpunosti iskoristi jedino ako se frikcioni menjački prenosnik u potpunosti ili bar
delimično automatizuje. Pošto su do sada poznata rešenja frikcionih prenosnika, snage koja
se koriste na motornim vozilima, automatizovana, to će o ovoj vrsti prenosnika biti reči u
posebnoj tački ovog poglavlja.
Zupčasti prenosnici snage, odnosno menjački prenosnici za prenos snage i promenu
prenosnog odnosa koriste zupčanike i vratila, kao osnovne elemente.
Kao što je i napred napomenuto, mehanički prenosnik snage sastoji se, najčešće od sledećih
osnovnih sklopova:
- spojnica,
- menjački prenosnik,
- zglobno vratilo,
- glavni prenosnik,
- diferencijalni prenosnik,
- pogonska poluvratila.
Osim ovih osnovnih sklopova, odnosno komponenata u mehanički sistem za prenos snage,
a u zavisnosti od njegove i koncepcije motornog vozila, ulaze: dopunski menjački prenosnici
tzv. bočni reduktori i tzv. vratila za odnos snage za pogon uređaja na vozilu i priključnoj
mašini.
1.1 SPOJNICE
Osnovni zadatak glavne spojnice, kao sklopa prenosnika snage na motornom vozilu, je da
spoji ili prekine tok snage između motora i ostalih sklopova prenosnika, a to znači između
motora i točkova i (ili) vratila za odvod snage. Osim ovog osnovnog, spojnica ima i još neke
pomoćne zadatke: da zaštiti elemente motora i ostalog dela prenosnika snage od
preopterećenja i negativnog uticaja promenljivog opterećenja, prigušujući vršne vrednosti
amplituda promenljivog obrtnog momenta i ograničavajući njegov maksimalni nivo na
određenu vrednost.
Osnovni zahtev koji se postavlja pred spojnice je da omoguće postepeno spajanje motora sa
ostalim delom prenosnika snage, kako bi se obezbedio postepeni, ali kontinualan porast
obrtnog momenta, odnosno snage.
U mehaničkim prenosnicima snage najčešće se koriste frikcione spojnice kod kojih se snaga
prenosi zahvaljujući momentu trenja koji nastaje između dve ili više frikcionih površina. Osim
frikcionih, na motornim vozilima koriste se još i elektromagnetne i hidrodinamičke spojnice.
Međutim, ove dve vrste ne spadaju u mehaničke prenosnike snage, pa će o njima biti reči u
poglavljima 1.1.5 i 2.1.1.
Klasifikacija frikcionih spojnica može da se vrši u odnosu na različite parametre i to: oblik
površina trenja, način ostvarenja normalne sile između površina trenja, položaj pri odsustvu
komandnog signala, način upravljanja, broj površina trenja itd.
U odnosu na oblik površine trenja frikcione spojnice se dele na:
- konusne,
- dobošaste i
- diskosne.
U odnosu na način ostvarenja normalne sile između površina trenja razlikuju se:
- opružne,
- polucentrifugalne,
- centrifugalne i
- sa elektromagnetnom potisnom pločom.
S obzirom na položaj pri odsustvu komandnog signala spojnice mogu biti:
- stalno uključnog tipa,
- stalno isključnog tipa.
S obzirom na način upravljanja spojnice mogu biti:
- sa prinudnim upravljanjem
- sa automatskim upravljanjem.
Prema broju površina trenja frikcione spojnice mogu biti sa dve ili više površina trenja,
odnosno sa jednim ili više diskova, ako je reč o diskosnim spojnicama. Frikcione spojnice sa
prinudnim upravjanjem mogu da se aktiviraju samo snagom vozača ili se vozač rasterećuje
uvođenjem servopojačala u sistem komandnog mehanizma.
U mehaničkim zupčastim prenosnicima snage najčešće se primenjuju diskosne opružne
frikcione spojnice sa jednim ili više diskova i sa prinudnim upravljanjem bez servopojačala
(na nižim kategorijama) ili sa servopojačalom (na višim kategorijama motornih vozila).
Konusne frikcione spojnice danas se skoro i ne primenjuju na motornim vozilima kao glavne
spojnice prenosnika snage.
Polucentrifugalne frikcione spojnice, kod kojih se normalna sila pritiska između površina
trenja realizuje uz pomoć opruga i centrifugalnih sila, takođe se malo primenjuju. Jedino se
još promenjuju na putničkim automobilima nižih kategorija kod kojih se maksimalni obrtni
moment realizuje pri relativno visokim brojevima obrtaja.
Centrifugalne frikcione spojnice najviše se primenjuju pri automatizaciji upravljanja
spojnicom. Kod ovih spojnica, najčešće, centrifugalna sila se koristi za uključivanje i
isključivanje spojnice dok se neophodna normalna sila pritiska između površina trenja
realizuje oprugama. Postoje, međutim, i rešenja kod kojih se centrifugalna sila koristi za obe
svrhe.
Opruge diskosnih kočnica mogu biti zavojne i to postavljene kružno (najčešće), sl.1-2, a, ili
centralno u osi (ređe), sl. 1-2, b, i tanjiraste, slika 1-3.
Sl. 1-3
Na slici 1-2.1 dat je aksonometrijski prikaz spojnice teretnog vozila sa tanjirastom oprugom,
sa objašnjenjem pozicija. Potisne ploče su težinski optimizovane i plitke, glavni torzioni
ublaživač za vožnju je stabilno konstruisan a obloge diska su otporne na habanje i visoke
obrtaje. Odvajanje se vrši centralno vođenim odvajačem sa užlebljenim spojem ka tanjirastoj
opruzi.
Na slici 1-2.2 prikazana spojnica sa zavojnim oprugama uz pomoć kojih se ostvaruje sila
pritiska. Zavojne opruge su smeštene između kućišta i potisne ploče koja se u kućištu
pomera preko nepokretnih bregova. Odvajanje se vrši preko kovanih poluga odvajača koje
su fiksno podešene i čiji bregovi se ne smeju naknadno podešavati.
potisna ploča pomera u desno (odmičući se od diska), sabijajući opruge (3). Na taj način na
površinama trenja iščezava normalna sila, a time i moment trenja, te se prekida tok snage
između motora i ostalog dela prenosnika snage. Zamajac sa poklopcem spojnice (4),
polugama (5) i potisnom pločom (2) nastavlja da se obrće dok se disk (1) sa spojničkim
vratilom (9) postepeno zaustavlja. Pri postepenom otpuštanju komandnog mehanizma
potisna ploča (2), pod dejstvom opruga (3) naleže ponovo na disk (1), a ovaj na zamajac
motora (8), čime nastaje moment trenja u površinama trenja i disk (1) sa spojničkim vratilom
(9) počinje da se obrće prenoseći snagu. U ovoj fazi dolazi do relativnog klizanja između
diska sa jedne, i zamajca i potisne ploče, sa druge strane, pri čemu rad trenja prelazi u
toplotu usled čega dolazi do zagrevanja svih komponenata spojnice.
Pri pojavi obrtnih momenata u spojnici, čija vrednost prelazi vrednost maksimalnog momenta
trenja (tzv. moment nošenja) dolazi do klizanja u površinama trenja i bez aktiviranja
komandnog mehanizma. Na taj način spojnica izvršava svoj drugi, sekundarni, zadatak -
osiguranje motora i prenosnika snage od preopterećenja.
1.1.1.2. Konstrukcijske karakteristike spojnica
Najjednostavnije konstrukcije su kruti frikcioni diskovi,
slika 1-4, koji se sastoje od glavčine sa unutrašnjim
ožljebljenjem, diskosnog nosača frikcionih obloga
(diska) i frikcionih obloga. Spoj između glavčine i
diska, sa jedne strane, i diska sa frikcionim oblogama
sa druge realizuje se zakivanjem. Zakivci za vezu
diska i frikcionih obloga su šuplji, a izrađeni su od
legura obojenih metala. Nakon istrošenja frikcionih
obloga ovi zakivci mogu lako da se odstrane i da se
na isti disk postave nove obloge. Glavčina se izrađuje
od liva ili čelika - otkivanjem u kalupima
Disk se izrađuje od čeličnog lima presovanjem.
Najjednostavnija konstrukcija diska je ona kod koje se
istim zakivcima jednovremeno spajaju obe frikcione
obloge, pa su obloge u intimnom dodiru sa diskom
celom površinom. Da bi se olakšali uslovi izrade i
sprečilo vitoperenje diska u toku rada na njemu se
prave radijalno ostavljeni prorezi.
Jedan od zahteva koji se postavljaju pred spojnice je
postepeno
i
kontinualno
spajanje,
odnosno
povećanje obrtnog, odnosno momenta trenja pri
uključivanju. Jedna od konstrukcijskih mera za
obezbeđenje ovog zahteva je izrada obodnog dela
diska talasastog oblika od opružnog lima, sl. 1-4,
tako da disk na delu učvršćenja obloga ima funkciju
opruga u aksijalnom pravcu. Pri tome se obloge
zakivaju posebnim zakivcima. Umesto ovoga, a u
cilju uštede u opružnom čeliku postoje rešenja kod
kojih se za disk zakivaju posebni limovi talasastog
oblika od opružnog lima, a koji se, takođe, mogu da
izrađuju na različite načine, sl. 1-4.
Sl.1-4
Da bi se prenosnik snage i motor obezbedili od rezonananih ugaonih oscilacija sa
učestanošću pobudne sile koja se javlja kao posledica neravnomernosti obrtnog momenta
motora, u frikcione diskove se ugrađuju posebni opružni elementi, koji deluju u
tangencijalnom pravcu. Uloga ovih opružnih elemenata je da smanje torzionu krutost, a time i
učestanost sopstvenih oscilacija prenosnika snage. Pošto je minimalna vrednost krutosti ovih
opruga ograničena to se pored njih ugrađuju i prigušivači, koji, obično, rade na principu
trenja.
Time se postiže da se prenosnik snage zaštićuje na niskim učestanostima,
a obezbeđuje se i prigušenje amplituda jako izraženog promenljivog
opterećenja.
Konstrukcijsko izvođenje opružnih i prigušnih elemenata i njihova ugradnja
u disk prikazana je na slici 1-5. Kao opružni elementi obično se koriste
zavojne cilindrične opruge koje jednim krajem naležu na disk glavčine, a
drugim na diskove (1 i 2) za koje se učvršćuju frikcione obloge i to na jedan
od napred prikazanih načina. Diskovi (1 i 2) spojeni su međusobno
zakivcima (6) obuhvatajući disk glavčine, (4). Između diskova (1 i 2) i
glavčine (4) postavljaju se prstenovi (5) od čelika ili frikcionog materijala.
Ovaj sklop igra ulogu frikcionog prigušivača. Podešavanjem debljine
prstenova (5) obezbeđuje se potreban moment trenja prigušenja. Da bi se
olakšala izrada prstenovi (5) se prave u obliku ovalnih (talasastih)
prstenova (7), koji pri sklapanju frikcionog diska obezbeđuje aksijalnu silu
za realizaciju momenta trenja. Ponekad se prorezi u disku glavčine (4) za
smešta opruga (kojih može biti različit broj, ali najčešće 6-9) prave različite
dužine kako bi se opruge, pri porastu momenta, postepeno uključivale čime
se postepeno menja torziona krutost sistema.
Sl.1-5
Postoje različite mogućnosti za konstrukcijsko rešenje ugradnje elastičnih i prigušnih
elemenata u frikcioni disk. Neka od njih prikazana su na slici 1-6.
