1.OSNOVNA KONCEPCIJA GRADNJE MOTORNIH VOZILA

Sva motorna vozila sastavljena su od osnovnih sklopova, odnosno sistema pomoću kojih se ostvaruje osnovna funkcija vozila.

Sistemi koje uglavnom imaju sva motorna vozila su:- pogonski agregat (motor)- sistem prenosa snage – transmisija- sistem za kretanje- sistem za upravljanje- sistem za oslanjanje- sistem za kočenje- nadgradnja – karoserija

- noseća konstrukcija- električni uređaji- specijalni uređaji

Pogonski agregat ima zadatak da obezbijedi mehaničku energiju potrebnu za kretanje motornog vozila (danas je to najčešće SUS motor).

Sistem za prenos snage služi da obrtni moment sa motora prenese na pogonske točkove uz minimalne gubitke.

Sistem za kretanje (hodni sistem ili sistem kretanja) ima zadatak da omogući kretanje vozila i neposredno je vezan za sistem prenosa snage. Hodni sistem može biti izveden u obliku:

točkova i gusjenica.

1

Sistem za upravljanje služi da obezbijedi kretanje motornog vozila u željenom pravcu pri vožnji ili pri manevrisanju. To se postiže zakretanjem upravljačkih točkova oko vertikalne osovine u neposrednoj blizini točka, bez ili sa servo-uređajem za upravljanje.

Sistem za oslanjanje služi da prenese na noseću konstrukciju sve sile koje nastaju pri kretanju vozila po putu ili van njega.

Sistem za kočenje ima zadatak da u svakom trenutku obezbijedi zaustavljanje vozila kao i da omogući kočenje pri vožnji na nagibima ili prilikom mirovanja vozila.

Karoserija služi za smještaj ljudi ili tereta i po konstrukciji može biti veoma različita,zavisno od namjene. Pri gradnji karoserija mora da ispunjava sledeće uslove:

da što manje opterećuje vozilo, da obezbijedi što niže težište vozila, da omogući što bolju preglednost vozaču, da obezbijedi siguran smještaj putnika i robe, da obezbijedi jednostavan utovar i istovar robe,itd.

Noseća konstrukcija (okvir) služi za pričvršćenje i objedinjavanje svih navedenih sistema u jednu cjelinu, kao i da na sebe primi sva opterećenja i prenese ih na sistem za oslanjanje.

2

Električni uređaji služe za proizvodnju električne energije na vozilu, koja se koristi za: osvjetljavanje vozila i puta, unutrašnje osvjetljenje u vozilu, startovanje vozila, rad raznih električnih uređaja (brisača stakla, grijača ventilatora, radio-aparata isl.).

Specijalni uređaji su oni uređaji koji se postavljaju na vozila specijalne namjene. Neki od tih uređaja su:

uređaji za samoistovar, mješalice, vitla, vatogasni uređaji, dizalice itd.

3

2.SISTEM PRENOSA SNAGE – TRANSMISIJA

Uloga sistema za prenošenje snage je da snagu motora prenese na pogonske točkove.

Djelovi sistema su:

-spojnica (kvačilo) (2),

- menjač brzina (3),

-zglobno vratilo (4),

- glavni prenosnik, zupčanici (5 i 6),

- diferencijal (7) i

- poluvratila (8).

Na slici je sa (1) označen motor, a sa (9) pogonski točak.

4

2.1.SPOJNICA

Spojnica se nalazi između motora i menjača i ima zadatak da prenese snagu motora na menječ, odnosno da između njih obezbijedi elastičnu vezu. Za vrijeme vožnje spojnica je uključena, a u slučaju preopterećenja vozila ona proklizava sprečavajući tako oštećenja na motoru i transmisiji.

Prema načinu dejstva spojnice mogu biti:

- mehaničke (frikcione) – najčešće su u primjeni,

- hidrodinamičke i

- elektromagnetne.

Frikcione spojnice dijele se u odnosu na oblik površine trenja na:

- konusne,

- dobošaste i

- diskosne.

U zavisnosti od načina ostvarivanja normalne sile pritiska između tarućih površina spojnice se dijele na:

- opružne,

- polucentrifugalne,

- centrifugalne i

- spojnice sa elektromagnetnom potisnom pločom.

U odnosu na način komandovanja spojnice mogu biti:

- sa prinudnim komandovanjem,

- sa prinudnim komandovanjem sa pojačivačem i

- sa automatskim komandovanjem.

Kod motornih vozila najčešće se primjenjuju frikcione, opružne i diskosne spojnice

5

2.1.1.Frikciona spojnica

U uključenom položaju spojnice frikcioni disk (1) pritisnut je pomoću potisne ploče (2) uz zamajac motora (3). U tom slučaju snaga motora prenosi se sa zamajca na spojničko vratilo (4) i dalje na menjač brzina. U slučaju promjene stepena prenosa menjača ili zaustavljanja vozila potrebno je pritiskom na komandnu pedalu (5) preko sistema poluga i potisnog ležaja (6) osloboditi frikcioni disk. Time se prekida prenos snage i spojničko vratilo se postepeno zaustavlja.

Umjesto polužnog sistema za isključenje spojnice u novije vrijeme koriste se hidraulični ili pneumatski mehanizmi sa servo-pojačalom (servo uređaj). Prednost ovoga uređaja je u tome što je za isključenje spojnice potrbno dejstvovati znatno manjom silom na komandnu pedalu.

2.1.2.Hidrodinamička spojnica

Kod ovih spojnica se obrtni moment prenosi pomoću fluida. Kod ovih spojnica nema elemenata koji se dodiruju. Mehanička energija koja se sa motora prenosi preko zamajca predaje se fluidu, od strane specijalno konstruisanog kola, koje se naziva pumpno kolo. Prenesena kinetička energija fluida dalje se fluidom predaje drugom kolu, koje je konstruisano na istom principu kao i pumpno kolo i naziva se turbinsko kolo.

6

Znači, hidrodinamička spojnica je sastavljena od:

- pumpnog kola – koje saopštava energiju fluidu,

- turbinskog kola – koje prima energiju fluida i

- zaštitnog omotača – čiji je zadatak da fluid zadrži u spojnici.

Prednosti ovih spojnica su u sledećem:

- meko polaženje iz mjesta,

- mogućnost stabilnog kretanja u direktnom stepenu prenosa.

2.1.3.Elektromagnetna spojnica

Elektromagnetne spojnice spadaju u grupu spojnica sa automatskim upravljanjem, koje potpuno oslobađaju vozača fizičkog napora. Postavljanjem pogodnih mehanizama obično se izbacuje pedala kvačila i zbog toga se takva vozila nazivaju vozila sa dvopedalnim upravljanjem (pedala kočnice i pedala akceleratora).

7

Elektromagnet dobiva energiju od generatora, a ona zavisi od broja obrtaja motora.

Pri praznom hodu motora napon generatora je nedovoljan, te magnetski tok ima malu veličinu i kao posljedica toga, kvačilo se ne uključuje. Povećanjem broja obrtaja motora napon generatora se povećava i spojnica se uključuje ravnomjerno.

8

2.2. MENJAČ BRZINA

Menjač brzina (menjački prenosnik) ima zadatak da svojim promjenljivim odnosom omogući vozilu najoptimalnije vučne karakteristike. Promjena prenosnog odnosa menjača vrši se uključivanjem i isključivanjem pojedinih stepena prenosa (zupčastih parova). Porad toga, menjač omogućuje kretanje vozila unazad uprkos stalnom smjeru okretanja koljenastog vratila motora. Prekid prenosa snage od motora na točkove vrši se takođe pomoću menjača.

Menjač je vezan sa spojnicom preko spojničkog vratila, a sa zglobnim vratilom preko zgloba.

Menjački prenosnici koji se koriste kod motornih vozila mogu se svrstati u dvije osnovne grupe:

- glavni menjački prenosnici ili menjači i

- pomoćni menjački prenosnici ili reduktori.

Prem načinu prenošenja obrtnog momenta, menjači se dijele na:

- mehaničke,

- hidrodinamičke,

- hidrostatičke i

- kombinovane.

Prema načinu promjene obrtnog momenta , mogu se podijeliti na:

- stepenaste,

- kontinualne i

- kombinovane.

Stepenasti menjači, zavisno od konstrukcije, mogu biti:

- nesinhronizovani i

- sinhronizovani.

Prema načinu uključivanja u rad menači se mogu biti:

- sa prinudnim uključivanjem,

- sa automatskim i

9

- sa poluautomatskim uključivanjem.

Kod notornih vozila najčešće su u upotrebi stepenasti menjački prenosnici sa prinudnim uključivanjem. Ovi prenosnici se najčešće rade sa: 3, 4, 5, 6, a ređe sa 7 stepena prenosa, zavisno od snage ugrađenog motora i namjene vozila.

Nesinhronizovani menjači se skoro više ne primjenjuju na vozilima.

Danas se primjenjuju sinhronizovani menjači na svim vizilima, s tim što može biti nesinhronizovan prvi stepen prenosa i stepen prenosa za vožnju unazad.

Sinhronizovani menjač

Kod sinhronizovanih menjača stepen prenosa se mijenja bez teškoća, kako iz manjeg stepena prenosa u veći tako i obrnuto. Ovo se realizuje zahvaljujući prethodno izjednačenim obimnim brzinama zupčanika i kandžaste spojnice.

Uključivanje pojedinih stepena prenosa moguće je bez prethodnog usaglašavanja obimne brzine zuba na zupčaniku i kandžastoj spojnici. Izjednačavanje obimnih brzina obavlja se automatski zahvaljujući konusnim površinama zupčanika i kandžaste spojnice. Ove konusne površine dolaze u dodir prije uključivanja kandžaste spojnice i izjednačavaju obimne brzine elemenata koji se uključuju.

Planetarni menjač

Planetarni menjač je stepenasti menjač sa pokretnim osama. Ovaj tip menjača ima prednost u odnosu na menjače sa nepokretnim osama što omogućava promjenu stepena prenosa bez prekida veze sa motorom. Ovo je posebno važno kod vozila koja imaju ugrađenu hidrodinamičku spojnicu ili hidrodinamički menjački prenosnik. Dalja prednost ovog tipa prenosnika je kompaktnost gradnje, laka primjena automatskog komandovanja i rasterećeni ležajevi. Ovakvi menjački prenosnici mogu se graditi sa unutrašnjim i spoljnim ozubljenjem.

Princip rada planetarnog menjača može se objasniti na sledećoj slici. Spregnuti su Z1,Z2,Z3

zupčanici, od kojih Z3 sa unutrašnjim ozubljenjem.

10

Šema planetarnog prenosnika

Ako se obrtni moment dovodi preko vratila 1 na zupčanik Z1, tada se može zupčanik Z3 blokirati frikcionom kočnicom predstavljenom na slici kao “trakasta kočnica”.

Pošto je zupčanik Z3 zaustavljen, to će se zupčanik Z2 slobodno okretati oko njegove osovinice i pokretaće krivaju AB, odnosno izlazno vratilo 2. Inače pogon kod ovog tipa prenosnika može biti ili preko vratila 1, odnosno zupčanika Z2 ili preko vratila 2 (sledeća slika). Jedan od načina izvođenja ovakvog menjačkog prenosnika prikazan je na slici.

Prikaz funkcionisanja planetarnog prenosnika

11

Kontinualni menjački prenosnik

Kod ovih menjačkih prenosnika je promjena obrtnog momenta , odnosno broja obrtaja izlaznog vratila kontinualna. Ovaj tip menjačkih prenosnika može biti: mehanički, hidrodinamički, hidrostatički, električni i kombinovani. Kod vozila se u primjeni može naći i mehaničko-frikcioni kontinualni menjački prenosnik kod koga kontinualna promjena prenosnog odnosa ostvaruje klinastim kaišnikom kod koga je moguće izvršiti kontinualnu promjenu prečnika (slika) što je primijenjeno kod vozila DAF.

Kontinualni mehanički prenosnik

Osnovni nedostatak ovog tipa menjačkog prenosnika je pojava proklizavanja pri prenošenju obrtnog momenta, čime se pogoršavaju dinamička svojstva vozila i vijek klinastog kaiša.

Hidrodinamički menjački prenosnik takođe spada u grupu kontinualnih menjača. Slično kao kod hidrodinamičke spojnice i kod ovog tipa prenosnika mehanička energija motora se predaje fluidu posredstvom pumpnog kola, a fluid predaje energiju turbinskom kolu. Za razliku od hidrodinamičke spojnice, hidrodinamički menjački prenosnik, pored pumpnog i turbinskog kola, raspolaže i sprovodnim kolom koje je nepokretno i omogućuje transformaciju obrtnog momenta.

Na sledećim slikama prikazana su izvođenja hidrodinamičkog menjačkog prenosnika. Ovdje je potrebno naglasiti da je koeficijent transformacije obrtnog momenta ovakvog tipa menjačkog prenosnika ograničen (kreće se približno u granicama od 2,5 do 4,5).

12

Hidrodinamički menjački prenosnici

13

3.ZGLOBNI PRENOSNICIZglobni prenosnici imaju zadatak da prenesu obrtni moment motora sa glavnog vratila menjača na pogonski most (glavni prenosnik). Ovo vratilo često se naziva i kardansko vratilo i sastoji se od dva kardanska (krstasta) zgloba (1) i dvodjelnog vratila (2) sa ožljebljenjem. Ovakva

konstrukcija vratila omogućuje prenos snage uz promjenu dužine vratila i pod uglom do 30

usvim pravcima. Ovo je potrebno zbog toga što se menjač i pogonski most ne nalaze na istoj horizontalnoj ravni.

Dužina zglobnog vratila se mijenja usled oscilovanja pogonskog mosta pri kretanju vozila u odnosu na menjač. Ovo se javlja zbog toga što je menjač pričvršćen za šasiju ili karoseriju, dok je veza pogonskog mosta i šasije (karoserije) ostvarena pomoću elastičnih elemenata (opruga i amortizera).

Zglobno vratilo, pored toga što vrši prenos obrtnog momenta između raznih agregata na vozilu, može se koristiti za pokretanje čekrka na specijalnim vozilima. Takođe se zglobna vratila koriste

14

na vratilu upravljača. Primjena zglobnog vratila na uređaju za upravljanje ima prednost sa aspekta bezbijednosti, u slučaju saobraćajne nezgode.

Pored zglobnog vratila prikazanog na slici postoje i zglobna vratila sa elastičnim gumenim prstenom (Hardijev zglob) koji se primjenjuje za prenos manjih obrtnih momenata pod uglom

od 3 - 12

Kod Hardijevog zgloba između dvije prirubnice nalazi se kružni gumeni prsten. Gumeni prsten je naizmjenično spojen s jednom i drugom prirubnicom pomoću zavrtnjeva.

Zglobovi nejednakih ugaonih brzina (asihroni zglobovi)

Najčešće upotrebljavan zglob nejednake ugaone brzine je krstasti zglob koji je prikazan na sledećoj slici sa svim glavnim elementima.

Asinhroni krstasti zglobUsljed nejednakih ugaonih brzina vodećeg i vođenog vratila dolazi do dodatnih naprezanja koja se prenose na glavni prenos u vodećem mostu i doprinose njegovom bržem habanju.Šema krstastog zgloba data je na sledećoj slici gdje je dato njihanje krsta kardana, tzv. “otvorenog kardana” različite ugaone brzine.

15

Na slici a) prikazan je položaj zgloba koji prenosi obrtni moment pod uglom α. Tačka P na vertikalnoj viljuški opisuje krug poluprečnika r u vertikalnoj ravni i vezana je za vratilo 1. Odgovarajuća tačka na horizontalnoj viljušci vezana za vođeno vratilo (2) takođe opisuje krug ali u ravni nagnutoj pod uglom α u odnosu na vertikalnu ravan.

Šema krstastog zgloba u dva karakteristična položaja

Tačka P vrši kružno kretanje u ravni I-I. Odgovarajuća tačka na vratilu (2) vrši kružno kretanje u ravni II-II. Presjek ravni I-I i II-II je osa oko koje se njiše krst kardana u granicama ugla α.Broj okretaja vratila (1) i (2) su isti ali su ugaone brzine ω1 i ω2 različite tokom jednog obrtaja vratila(2).

Zglobovi jednakih ugaonih brzina (sinhroni zglobovi)

Ako se spoje dva zgloba nejednakih ugaonih brzina, tako da između njih bude ugao koji ostvaruje pogonsko i gonjeno vratilo, onda će oni prenositi ravnomjerno ugaone brzine sa jednog na drugo vratilo. Ovakvi sklopovi često se zovu i homokinetički zglobovi. Najčešće se nalaze na vratilima pogonskih I upravljačkih točkova vozila jer osiguravaju kontinuiran prenos obrtnog momenta pri bilo kom uglu zakretanja. Na sledećoj slici prikazano je nekoliko različitih konstrukcije homokinetičkih zglobova.

16

Homokinetički zglobovi: 1, 5 – vilice na vratilu pogonskog kotača; 2, 3 - posebno oblikovani umeci;4 – ploča homokinetskog zgloba; 6,7 – osovinice homokinetskog zgloba;8 – kugle; 9 – obloga zgloba; 10 – čep.

17

Na slici a) prikazan je homokinetički zglob složen od odgovarajućeg spajanja dva obična kardanska zgloba. Zglobove nosi ploča homokinetskog zgloba 4 i ti su zglobovi u odnosu na ploču 4 postavljeni simetrično. Neravnomjernost koju unosi prvi kardanski zglob otklanja drugi kardanski zglob. Uslov je da uglovi zakretanja jednog i drugog zgloba budu međusobno uvijek jednaki. To se postiže zglobno vezanim osovinicama 6 i 7. Homokinetski zglob na slici b) posjeduje umetke 2 i 3 posebna oblika. Umetci ostvaruju međusobni zahvat u horizontalnoj ravni, a preko kanala ostvaruju zahvat s vilicama vratila pogonskih točkova 1 i 5 u vertikalnoj ravni. Cijeli je zglob smješten u oblozi zgloba 9. Omogućuje kontinuirani prenos obrtnog momenta do ugla zakretanja točka od 90°. Taj tip zgloba ima niži stepen korisnosti od stepena kardanskog homokinetskog zgloba jer radi uz korištćnje trenja klizanja između sastavnih djelova. Zahtijeva dobro podmazivanje.

Umetci 2 i 3 kod homokinetičkog zgloba na slici c) takođe su posebno oblikovani, a uz to pločica 3 osigurava jednakost zakretanja vilica 1 i 5. Primjenjuje se za prenos obrtnog momenta velikihvrijednosti.

Kod vozila povećane prohodnosti primjenjuju se homokinetički zglobovi kao na slici d). U iskovanim vilicama izrađeni su kanali u koje se smještaju kugle. Zglobovi su relativno jednostavni za izradu i postoji više modifikacija. Uspješno rade do uglova 30°-32°.

18