19), 20) Převodovka-údržba a diagnostika

Převodovky umožňují měnit otáčky a točivý moment, přenášené od motoru na hnací kola. Tím umožňují, aby při každé rychlosti jízdy pracoval motor v nejvýhodnější oblasti otáček, ve které dává potřebný výkon a pracuje hospodárně. Protože tento rozsah otáček motoru je poměrně úzký, musí mít převodovka několik převodových ( rychlostních ) stupňů, aby hnací kola mohla mít otáčky potřebné pro dosažení všech požadovaných rychlostí jízdy. Změna otáček a točivého momentu je základní funkcí každé převodovky. Kromě této základní funkce musí převodovky plnit funkce další, zejména couvání vozidla ( změna smyslu otáčení hnacích kol ) a trvalé přerušení spojení motoru a hnacích kol. Za samozřejmý je také považován požadavek snadné obsluhy převodovky ( bezhlučné řazení ), tichý a klidný chod, popř. řazení bez přerušení přenosu točivého momentu ( pod zatížením ). Převodovky jsou stupňové a plynulé. Stupňové převodovky mají obvykle čelní ozubená kola v vnějším šikmým ozubením ( starší provedení také s přímým ozubením ). Kola jsou ve stálém záběru a vždy jedno kolo je volně otočné na svém hřídeli a do záběru se zařadí zasunutím řadící objímky do řadícího ( unášecího ) ozubení kola. V šikmém ozubení vznikají axiální síly, které musí být zachycovány a jsou přenášeny na skříň převodovky. Plynulé převodovky mají obvykle planetové převody a pracují v kombinaci s hydrodynamickým měničem. Převodové stupně se řadí pomocí lamelových spojek a brzd bez přerušení přenosu točivého momentu. Vzácněji jsou používány plynulé převodovky s variátorem. Údržba, diagnostika a opravy převodovek Převodovky jsou vyrobeny z velkého počtu součástí, mnohdy silně dynamicky namáhaných. Na součásti převodovek působí také chvění, střídání teploty, rázy přenášené od motoru i od hnacích kol. Přesto jsou převodovky zpravidla spolehlivou skupinou s dobrou životností. Předpokladem dlouhodobě spolehlivé funkce převodovek je správný a šetrný provoz, preventivní údržba a péče o správnou funkci souvisejících skupin ( spojka, rozvodovka, diferenciál a hnací hřídele ). Správný a šetrný provoz znamená zejména vhodný způsob jízdy s vozidlem, správné a citlivé řazení rychlostních stupňů a ovládání spojky a správné používání přídavných pohonů a uzávěrky diferenciálu. Spalovací motor má největší točivý moment při určitých otáčkách, které bývají obvykle asi 2/3 jeho maximálních otáček. Zvyšující se jízdní odpor vozidla ve stoupání vede ke snižování jeho rychlosti, čímž klesají i otáčky motoru a jeho točivý moment. Kdybychom neměli zařízení, kterým se točivý moment zvětší, snižovala by se v kopci rychlost vozidla, až by se zcela zastavilo. Bez převodovky by jízda vozidla se spalovacím motorem nebyla dobře možná. Při rozjezdu řadíme postupně z nejnižšího rychlostního stupně na nejvyšší, při jízdě v kopci je sled řazení opačný. Požadavky na převodovky : • Nízká hmotnost • Malé rozměry • Rozdělení rozsahu jednotlivých převodových stupňů tak, aby se optimálně využíval průběh točivého momentu motoru • Vysoká životnost a spolehlivost Základní pojmy • Stálý záběr je převod, který trvale zvětšuje točivý moment. • Přímý záběr znamená přímé spojení hnacího a hnaného hřídele v převodovce automobilu. • Neutrál značí takové postavení příslušných prvků v převodovce motorového vozidla, při němž je přenos točivého momentu přerušen; označuje se N. • Převodové stupně je označení pro jednotlivé převodové poměry převodného ústrojí motorového vozidla. Preventivní údržba převodovek Preventivní údržba převodovek je nenáročná, přesto však je velmi důležitá. Jde především o kontrolu množství převodového oleje a jeho výměnu podle doporučení výrobce, o výměnu olejových filtrů, udržování čistoty, kontrolu těsnosti, kontrolu spojení převodovky s ostatními částmi vozidla a uložení převodovky v rámu ( karoserii ) i kontrolu souvisejících skupin. Vždy se má použít převodový olej podle specifikace předepsané výrobcem a nikdy se nemá překročit lhůta pro jeho výměnu. Každá i drobná závada, má být ihned odstraněna, protože může vždy mít vážné následky. Pozornost je třeba věnovat všem příznakům nenormálního stavu, zejména úbytku oleje, kapkám oleje pod vozidlem, změnám zvuku převodovky, vibracím řadící páky apod. Poruchy převodovek a jejich diagnostika Poruchy převodovek jsou způsobeny postupně narůstajícím opotřebením nebo náhlým poškozením součástí. Mezi typické poruchy převodovek patří opotřebení ložisek, řadících vidlic nebo synchronizačních řadících spojek, zlomení řadících vidlic, vylomení zubů a netěsnosti. Poměrně častá je také ztížená nebo nemožná změna rychlostních stupňů. Postupně narůstající opotřebení lze sledovat vhodnou diagnostikou, poruchy náhlého charakteru však nelze diagnostikou spolehlivě předem zjistit. Hlavní možnosti diagnostiky pro sledování postupně narůstajícího opotřebení jsou následující : Tribotechnická diagnostika, kdy se opakovanými rozbory vzorků oleje, popř. otěrových částic zachycených na magnetických zátkách nebo ve filtrech sleduje narůstající opotřebení. Zjištěním složení a mikroskopickým zkoumáním vzhledu otěrových částic lze přibližně určit místo opotřebení. Například obsah mědi v otěru ukazuje na opotřebení mosazných třecích kroužků synchronizačních spojek, popř. bronzových pouzder( jsou–li v převodovce použita ). Částice sbalené do kulovitého nebo válcovitého tvaru ukazují na opotřebení valivých ložisek. Makroskopické úlomky kovu na magnetické zátce ukazují na hrubé poškození některé části převodovky. Vibroakustická diagnostika, kdy se opakovaným snímáním velikosti, rychlosti a zrychlení kmitů v určitém ( stále stejném ) místě na převodovce sledují změny těchto veličin a z nich se usuzuje na změny vůlí, výskyt povrchových trhlin a zadírání součástí. ZU automobilů je však příliš mnoho rušivých vlivů, které znesnadňují rozeznat normální stav převodovky od stavu blížícího se havárii. Proto není tato diagnostika u automobilů rozšířena; používá se u stacionárních ( zejména velkých a drahých ) zařízení s čistě rotačním pohybem součástí. Diagnostika měřením mrtvého chodu se může uplatnit jako doplňková kontrola. Při zařazeném rychlostním stupni a zapnuté spojce se na výstupním hřídeli převodovky, popř. na jednom z hnacích hřídelů změří úhel pootočení při vymezení všech vůlí v jednom a v druhém směru otáčení. Měření se opakuje několikrát, pokaždé se výstupním hřídelem ( při vypnuté spojce ) několikrát otočí, aby se dostaly do záběru jiné zuby a vymezily se vůle uvnitř převodovky. Největší zjištěná hodnota se považuje za mrtvý chod převodovky při daném rychlostním stupni. Zvětšený mrtvý chod signalizuje nenormální stav, který může způsobit vylomený zub, prohnutý hřídel, zvětšená vůle některého ložiska nebo opotřebení v drážkovém uložení ozubených kol a synchronizačních spojek. Místo závady nelze bez demontáže zjistit, ale lze potvrdit ( nebo zpochybnit ) podezření na závadu. Subjektivní diagnostika posouzením hlučnosti převodovky je zvláštním případem vibroakustické diagnostiky. Posuzuje se hlučnost převodovky za různých provozních režimů a v přechodových stavech, zejména při prudkém zrychlování a zpomalování vozidla. Zkušený mechanik s dobrým sluchem tak dokáže identifikovat například zvětšené vůle synchronních spojek, řadících vidlic a ložisek. Subjektivní diagnostika prohlídkou vnitřku převodovky pomocí endoskopu se používá zejména v případech, kdy je k tomu zvláštní důvod, např. silný úder nebo silný nenormální hluk v převodovce. K prohlídce se používá endoskop ( někdy nazývaný též technoskop ). Je to optický přístroj, který umožňuje tenkým tubusem vybaveným optikou nahlížet do dutin a vnitřních prostor. K zasunutí endoskopu postačuje např. díra pro kontrolní šroub hladiny oleje nebo nalévací otvor pro olej. Někdy se k tomu účelu může odmontovat víko převodovky, pomocný pohon apod. Subjektivní diagnostika prohlídkou demontovaných celků a součástí převodovky se uplatňuje po demontáži, kdy je zřejmé, že převodovka má závažnou poruchu a demontáž je nutná. Jde v podstatě o určení rozsahu škody a nápravných opatření ( výměna součástí ). Je – li nutná demontáž převodovky, znamená to jednak demontáž převodovky z vozidla, jednak demontáž samotné převodovky a montážních skupin převodovky. Demontáž a montáž převodovky z vozidla Při demontáži převodovky z vozidla je třeba vždy dbát na bezpečnost práce a vozidlo řádně a pečlivě zajistit proti pohybu, zajistit také motor, hnací hřídele, popř. další části. Postup demontáže převodovky z vozidla se značně u jednotlivých typů liší. Vždy je proto nutné seznámit se s předepsaným postupem a dodržet ho. Přesto lze uvést obecně platný postup, který platí pro všechny typy vozidel : 1) Předepsaným způsobem se odpojí akumulátor vozidla 2) Postupně se odpojí pohon rychloměru, ovládání spojky, táhla či lana řazení, přívody spínače zpětných světel 3) Vypustí se olej z převodovky, popř. rozvodovky 4) Odpojí se hnací kloubový hřídel, popř. hnací hřídele kol 5) Demontují se všechny další části, které brání odsunutí a vyjmutí převodovky ( spouštěč, řízení aj. ). Všechny součásti a skupiny, u kterých by mohla vzniknout pochybnost o jejich správné vzájemné poloze či pořadí, se vhodným způsobem označí 6) Motor i převodovka se podloží nebo zavěsí a uvolní se pružná lůžka uložení převodovky 7) Demontují se spojovací šrouby, převodovka se odsune od spojky a spustí se nebo se vyzvedne z vozidla Montáž převodovky do vozidla se provádí opačným postupem. Je nutné zachovat polohu a pořadí všech součástí, zejména různých vymezovacích podložek, stavěcích kroužků aj. Montáž se musí provádět vždy bez použití násilí. Úplná demontáž a montáž převodovky Při demontáži a montáži převodovky je třeba dodržovat předepsané postupy, které se velmi liší u jednotlivých typů vozidel. Obecně platné zásady jsou následující : • Převodovku je vždy vhodné umístit do montážního přípravku • Při práci je třeba zachovávat čistotu, přehled a pořádek jak v demontovaných součástech, tak v nářadí a přípravcích • Pro demontáž jednotlivých skupin a součástí je nutné používat předepsané přípravky • Je nutné dodržovat pokyny pro zajištění demontovaných součástí ( hřídelů, řadících tyčí ) a nastavení jejich polohy ( zařazení předepsaného rychlostního stupně ) při demontáži i montáži skříně i dalších součástí • Při demontáži je nutné důsledně označovat polohu a pořadí součástí. To platí zejména pro vymezovací podložky, distanční kroužky, řadící vidlice, přesuvné objímky, třecí kroužky, jádra a kroužky synchronizačních zařízení, lamely spojek a brzd, talířové pružiny, pojistné kroužky, hřídelová těsnění atd. • Je nutné dodržovat všechny zásady správné demontáže, montáže a seřizování vůlí a předpětí valivých ložisek • Je nutné pečlivě dodržovat předepsané postupy, pořadí dotahovací momenty, způsoby zajištění při montáži šroubových spojení • U některých převodovek se používají těsnění, jejichž tloušťka má vliv na výslednou vůli nebo předpětí ložisek. V takových případech je nutno používat pouze předepsané materiály s potřebnými vlastnostmi • Je nutné pečlivě dodržovat předepsané postupy a používat předepsané materiály pro utěsňování převodových skříní Opravy převodovek Opravy převodovek většinou spočívají ve výměně poškozených součástí. Renovace poškozených součástí je většinou technologicky tak náročná, že není ekonomicky výhodná. Proto se obvykle renovují jen poškozené vnitřní závity ve skříních převodovek; používají se známé postupy ( změna rozměru závitu na větší, oprava na původní rozměr pružnou nebo pevnou závitovou vložkou ). Při opravách převodovek se velmi osvědčují moderní zajišťovací a utěsňovací materiály, které se používají do závitů upevňovacích šroubů, pro vymezení vůlí v uložení valivých ložisek a pro utěsnění spár mezi dosedacími plochami jednotlivých částí skříní. Tyto způsoby zajištění a utěsnění se používají již při výrobě a výrobci jejich použití předepisují i pro opravy.