Az erőátvitel

Az erőátvitel már emlegettem, most nézzünk meg az egységeit, és hogy hogyan működnek.

Tengelykapcsoló

Elnevezése alapján feladata egyértelmű, két tengelyt kapcsol össze. De nagyon sokféle tengelykapcsoló van és nem mindegyik alkalmas autókban való alkalmazásra. Nézzünk meg néhány példát a tengelykapcsolókra. Vegyük két tengelyt, amit egy tárcsa segítségével összecsavarozunk. Ezt a kapcsolatot csak akkor tudjuk megbontani, ha a gépegységet leállítjuk, és szétcsavarozzuk a tárcsát. Vannak olyan tengelykapcsolók, melyek a tengelyeket körmökkel kapcsolják egymáshoz. Ebben az esetben üzem közben ugyan szét tudjuk kapcsolni a két tengelyt, de az újbóli összekapcsoláshoz le kell állítani a gépegységet. E két megoldás közül egyik sem alkalmazható gépjárművekben. Ugyanis mi egy tengelykapcsoló (kuplung) feladata egy kocsiban? Induláskor, váltáskor megbízhatóan és fokozatmentesen szét, illetve össze lehessen kapcsolni a motort a sebességváltóval. Mai gépjárművekben az egytárcsás száraz tengelykapcsolókat használják.

Egytárcsás tengelykapcsoló

Részei: ház, amely a lendítőkerékre van felszerelve. Ebben vannak a nyomórugók melyek a nyomólapot nyomják a lendítőkerék felé, és a kiemelőlapok melyek viszont a nyomólapot emelik ki a rugókkal szemben, és végül a nyelestengelyen lévő súrlódótárcsa. A kiemelőkarokat a kuplungpedál lenyomásával működtetjük, amely egy csapágy (kinyomócsapágy) segítségével adja át az erőt. Működése a következő: a lendítőkerékbe van csapágyazva a nyelestengely mely bordázott, és a végén egy fogaskerék van. Ez a fogaskerék a sebességváltóba nyúlik be. Természetesen a nyelestengely, a sebváltóba is csapágyazott. A nyelestengely bordázott részén helyezkedik el a súrlódótárcsa agyrésze szintén bordázva, tehát a tengelyen el tud csúszni. A súrlódótárcsa két oldalról egy nagyon erősen súrlódó anyaggal van ellátva. Ez az anyag általában szegecsekkel van odaerősítve. A szegecseket besüllyesztik a súrlódótérbe. A súrlódótárcsát rugók segítségével a nyomlólap nyomja a lendkerékhez. Ebben az esetben, ha a motor forog, súrlódásos kapcsolat jön létre. Ha a sebességváltó is fokozatba van kapcsolva, a kocsi elindul. Amikor a tengelykapcsoló-pedált lenyomjuk, a kiemelőkarok a nyomólapot hátrahúzzák, a rugók összenyomódnak, és nincs ami a súrlódótárcsát nekinyomja a lendítőkeréknek. Ilyenkor a motor forgása nem adódik át a tengelykapcsolónak, és azon keresztül a többi erőátviteli egységnek. A pedál benyomásával tehát függetleníthetjük a motort, a kerekektől függetlenül attól, hogy a sebváltó fokozatba van e.

A tengelykapcsoló csúszása

A tengelykapcsolót induláskor, sebességváltáskor működtetjük, különben nem tudnánk a fogaskerekeket összekapcsolni.

Nagyon fontos, hogy a tengelykapcsoló súrlódó része erősen kapcsolódjon a lendítőkerékhez, hogy ne csússzon. Csúszás bekövetkezhet, ha a tárcsa kopott, víz, vagy olaj került a súrlódótárcsára. Víz rossz tömítésnél kerülhet a súrlódótárcsára, mondjuk alvázmosáskor, olaj pedig a motor valamelyik elöregedett tömítéséből jöhet. A csúszást észre lehet venni, például hegymenetnél a motor jobban felpörög, de az autó ezzel együtt nem gyorsul. Ilyenkor jellegzetes büdös szagot lehet érezni, ahogy a nagy súrlódás miatt ég a súrlódótárcsa. A csúszás megállapítható még abból is, ha az autót működtetett fékpedállal akarjuk elindítani. Egy jó tengelykapcsoló esetében, ha ezt megpróbáljuk, a motor lefullad. Csúszó

súrlódótárcsa esetén a motor pörög, de az autó egyhelyben áll. Ilyenkor is lehet érezni a büdös szagot. Másik esetben, amikor nem emel ki a tengelykapcsoló, a váltáskor recsegő hangot hallunk, nehéz lesz a váltás. Ez a váltó gyors tönkremenetelét okozza. Az, hogy nem emel ki a kuplung lehet a kiemelőkarok törésének, vagy más a kuplungot kiszolgáló egység hibája miatt is.

A sebességváltó

A gépkocsi hajtókerekeinek le kell győzniük az útjába kerülő akadályokat, ellenállásokat. Többféle ellenállás létezik: gördülési ellenállás, ami a gumiabroncs átmérőjétől, a gépjármű súlyától, és az út minőségétől függ. A légellenállás mely a sebességgel együtt nő (de négyzetesen!), ami a jármű legnagyobb keresztmetszetétől, és a jármű alaktényezőjétől

függ. Ezen két ellenálláson kívül számolni kell még az emelkedési, és tehetetlenségi ellenállásokkal is. Mivel a gépjármű haladásakor fellépő ellenállások nagysága tág határokon változhat, biztosítani kell az állandó megfelelő vonóerőt. Igaz, hogy a motor forgatónyomatéka növekszik a gázpedál lenyomásakor, de csak egy bizonyos fordulatszámig. Ha még nagyobb nyomatékra van szükség, a hajtott kerekek, és a motor közé, fogaskerék segítségével lassító áttételt kell alkalmazni. Ezzel a forgatónyomaték, és a vonóerő növekszik. Törvényszerű, ha a lassító áttétellel vonóerőt nyerünk áttétel lévén, a sebesség terén elveszítjük. Tehát a gépjármű nagyobb vonóerővel, lassabban halad. A sebességváltóban az áttételi fokozatoknak megfelelően, más-más nagyságú, és fogszámú fogaskerékpárokat találunk.

Miután átmérőjük, és fogszámuk különbözőek, áttételi arányaik is különbözőek lesznek. Pl. Ha a fogaskerékkel hajtott tengely fordulatszáma, a negyede a hajtótengelyének, akkor a gépkocsi lassan halad, de a nyomatéka viszont a négyszeresére növekszik. Különböző áttételű, fokozatszámú sebességváltók léteznek, az autótól függően. A mai autókban legelterjetebb az öt fokozatú sebességváltó.

Sebességváltó részei

A ház, melybe a tengelykapcsolótól jövő nyelestengely vezeti be egy fogaskerékkel a motortól jövő nyomatékot. A nyelestengely kapcsolódik az előtéttengely legnagyobb fogaskerekéhez. Az előtéttengelyen -a fokozatok számának megfelelően -több fogaskerék van és együtt forognak a tengellyel. A legkisebb fogaskerék hajtja a hátrameneti tengelyen lévő kis fogaskereket. A nyelestengelybe csapágyazzák a bordástengely egyik végét, másik végét a házba. A bordástengelyen kiképzett bordákon eltolhatóan helyezkednek el a tolófogaskerekek. Ezeket villák tolják kapcsoláskor az előtéttengely valamelyik fogaskerekéhez, és így a forgó előtéttengely az áttételnek megfelelően átveszik a nyomatékot és továbbítják a bordástengelynek, amelynek vége a sebességváltóházból kinyúlik. Sebességváltáskor a villákat tolórudak mozgatják el. A tolórudak reteszeltek, így menet közben nem kell a sebességváltó kart fogni. A retesz golyós, rugós biztosító. Ha menet közben a sebességváltó kidobja a sebességet, akkor rendszerint itt van a hiba.

Fokozatok

Az első fokozat áttétele adja a legnagyobb vonóerőt, és felfele kapcsolva egyre nagyobb sebességet lehet elérni, de ezzel együtt csökken a vonóerő. Mai autókban már csak szinkronizált sebváltókat szerelnek. A szinkronizált sebváltó lényege, hogy a fogaskerék, amit kapcsolunk, ugyanolyan gyorsan forog, mint az a fogaskerék amihez hozzákapcsoljuk. Régebbi autókban nem voltak szinkronizált sebességváltók, amik nehezítették a váltást, és zajosabb is volt (recsegés). Ez azért volt, mert a fogaskerék, amihez hozzáakartunk kapcsolni a fogaskereket, (mondjuk 2-esbe felváltáskor) állt, a másik meg forgott. Ilyenkor nem tudtak a fogak rögtön, és csendesen egymásba kapaszkodni.

A sebességváltó karbantartása

Mindenképpen kerülni kell a sebességváltó recsegős működtetését. Ehhez tudni kell, hogy ezt mi okozza. Az olajat a gyári előírásnak megfelelő időközönként cserélni kell. Amennyiben nehéz a kapcsolás, ellenőrízzük az olajszintet a váltóban.

Kapcsolómechanizmus

Az eddig ismertetett sebességváltókban egy kar segítségével lehetett a fokozatokat váltani. A kar lehet a kormány mellet (kormányváltós), az ülés előtt (botváltós), vagy a szerelvényfalon. Vannak automata sebváltók is, melyekben a kapcsolást helyettünk egy gép végzi, elektromos, vagy hidraulikus úton. Ezek a szerkezetek automata tengelykapcsolóval párosulnak. Ebben az esetben csak két pedál van (gáz, fék). Az automata sebváltóban kifejezetten automata sebváltókhoz készült olaj van. Erre ügyelni kell töltéskor. Ennek az olajnak többfunkciósnak kell lennie, hiszen kennie kell a fogaskerekeket, és a kapcsolómechanizmust is. Automata sebváltóval könnyebb a vezetés, mert nem kell figyelni a váltásra.

Kardánkötések

Abban az esetben, ha a motor elől van, de a hátsó kerekeket hajtja a nyomatékot hátra kell juttatni. Erre szolgál a kardántengely. A kardántengely legtöbbször egy acélcső, aminek a végei bordásak. Ez könnyű, de nagy szilárdságot eredményez. Pontosan ki kell egyensúlyozni, nehogy üssön forgás közben. A sebességváltóból kinyúló bordástengelyek csuklós megoldással bordásan kapcsolódik a kardántengelyhez. A bordázatra és a csuklókra azért van szükség, mert menet közben a kerekek fel, le, előre, és hátra is elmozdulnak. Ezeket a mozgásokat követnie kell a kardántengelynek, hiszen a motor és a sebváltó rögzített. A kardántengelyek végei villásan kapcsolódnak, ezért úgy tudják átadni a nyomatékot, hogy közben minden irányba tudnak mozogni.

Kiegyenlítőmű (differenciálmű)

A kiegyenlítőművet mindig a hajtókerékhez építik be. Elsőkerék-hajtásnál előre, hátsókerékhajtásnál hátra, négykerékhajtásnál, előre meg hátra is. A kiegyenlítőmű azért szükséges, mert a hajtókerekek nem mindig azonos utat tesznek meg. Elég pl.: ha az egyik kerék nyomása kisebb, mint a másiké, az egyik futófelülete kopottabb, mint a másiké.

Vagy előfordulhat, hogy az egyik kerék sima, míg a másik hepe-hupás úton gördül. A legnagyobb út, illetve kerékfordulat-különbség kanyarban van, amikor a belső íven forduló kerék kevesebb, még a külső íven forduló keréknek nagyobb utat kell megtennie. Biztosítani kell tehát, hogy a két kerék együtt, de adott esetben függetlenül is foroghasson.

Ha ezt nem biztosítanánk, a kerekek jobban kopnának, a kocsi farolna, a kormányzás, és úttartás bizonytalan lenne, és kanyarban a kocsi könnyen felborulhatna. Ezért a két kereket nem egy tengelyre, hanem két féltengelyre szerelik, melyeket a differenciálműben kapcsolódnak. Az egész szerkezet egy közös házban van elhelyezve, amelyben sűrű

olaj van. Ha tengelyszerűen a kocsi súlyát is hordja, hátsóhíd a neve. A hátsóhíd rugók közvetítésével kapcsolódik az alvázhoz. Mivel a kardántengely a két féltengelyre merőlegesen helyezkedik el, olyan kúpfogaskerékpárt kell beépíteni a hátsóhídba, amely a nyomatékot a két keréknek merőleges irányba adja át. Ez a kúpkerékpár a főáttétel. A főáttétel lassító áttétel. A kardántengelynek a hátsóhídba benyúló végén egy kis kúpfogaskerék van, amely egy nagy tányér alakú kúpfogaskereket hajt. (Innen a neve: Tányérkerék). A főáttétel segítségével direkt, sőt gyorsítófokozatba is olyan nagyságú nyomaték jut a hajtókerékre, hogy kisebb ellenállásokat le tudnak győzni. A tányérkerékre erősítik fel a bolygóházat. A bolygóházban van a bolygótengely, melyre csapágyazva vannak a bolygókerekek. Ezek kúpfogaskerekek, melyek a tengellyel együtt és a tengely körül is fordulhatnak. Ha a gépjármű kerekei egyenlő utat tesznek meg, a bolygókerekek a két féltengely kúpkerekei között mint ék szerepelnek és csak a tengellyel együtt forognak, a tengely körül nem. Ha az egyik kerék nagyobb utat tesz meg a másikhoz képest, akkor a bolygókerekek a tengellyel és a tengely körül is elfordulnak. A bolygótengely körüli elforgásukkal egyenlítik ki

a két hajtókerék útkülönbségét. Így biztosítva van a két hajtókerék együtt, és adott esetben külön forgása is. A kiegyenlítőművek egyik rossz tulajdonsága az, ha az egyik kerék síkos talajra (pl.: hó, sár, jég, stb.) fut, és addig a másik kerék sima úton van, a síkos talajon lévő kerék megcsúszik, forog, a másik pedig áll. A gépjármű mozgásképtelenné válik. Ennek elkerülése érdekében önzáró differenciálművet alkalmaznak egyes autókban. Ebben az esetben, ha az egyik kerék hirtelen megcsúszna, akkor megszünteti a kiegyenlítést.