Käsivaihteistojen ja voimansiirtojärjestelmien perusteet
1.Yleisesti käsivaihteistojen ja voimansiirtojärjestelmien perusteisiin kuuluu: voima, vääntömomentti, teho, voimankulku, paine, hydraulipuristin, kiinteäliitos ja muotoliitos.
2.Voimansiirtotapoja on monenlaisia.
Etuveto:
-Etupyörät vetävät ja moottori vaihteistoineen päivineen on sijoitettu eteen.
-Moottori on asennettu joko pitkittäin tai poikittain.
Takaveto:
-Moottori on joko edessä, keskellä tai takana.
-Takapyörät vetävät.
Neliveto:
-Jatkuvassa nelivedossa kaikki pyörät vetää kokoajan.
-Kytkettävässä voi kytkeä kaikki renkaat erikseen vetämään.
3.Kytkin
-Kytkimen tarkoitus on mahdollistaa auton liikkeelle lähtö ja vaihteiden vaihto sekä keskeyttää veto.
-Kytkimiä on vaijeri-, sekä nestetoimisia
-Levyjousikytkimeen kuuluu: kytkimen painelevy, kytkinlevy, kytkimen irrotusvipu ja kytkimen painelaakeri.
-Kytkimen osiin kuuluu myös normaali vauhtipyörä tai kaksimassavauhtipyörä.
4.Perusteet
-Käsivaihteisto sijoitetaan auton voimansiirrossa kytkimen ja vetopyörästön väliin.
-Käsivaihteiston tehtäviä on: moottorin pyörimisnopeuden muuttaminen kaikille auton ajonopeuksille, tarvittavan moottorin vääntömomentin muuttaminen ja välittäminen kaikissa kuormitustilanteissa, voimankulun keskeytys moottorin ja vetävien pyörien välillä, vetävien pyörien pyörimissuunnan vaihtaminen peruutusta varten välipyörän kytkemisen avulla.
5.Hammaspyörät
Hammaspyörillä on seuraavat tehtävät vaihteistossa:
-Vääntömomenttien välitys
-Pyörimisnopeuksien säilytys tai muuttaminen
-Pyörintäsuunnan vaihtaminen
Muodot:
-Suorahampaiset lieriöhammaspyörät
-Vinohampaiset lieriöhammaspyörät
-Kartiohammaspyörät
6.Synkronointilaitteet
Yksinkertainen synkronointi
-Synkronilaitteen tehtävänä on tasata pyörimisnopeudet vaihdehammaspyörän ja siirtoholkin välillä ja varmistaa vääntömomentin siirtäminen vaihdehammaspyörältä akselille vaihteen ollessa kytkettynä.
Kaksinkertainen synkronointi:
-Kaksinkertaisessa synkronoinnissa vaihteensiirtoon tarvitaan vähemmän voimaa, kestävyys paranee ja vaihtomukavuus paranee alaspäin vaihdettaessa.
7.3-akselinen vaihteisto
-3-akseliseen vaihteistoon kuuluu sisäänmeno-, sivu- ja pääakseli
-Sisäänmeno- ja pääakseli ovat samalla linjalla.
-Kaikki sisäänmeno-, pää- ja sivuakselin hammaspyörät ovat jatkuvassa hammaskosketuksessa.
-Ulostuloakselin pyörintäsuunta vaihdetaan peruutusvaihteella peruutusvaihteen välipyörän avulla.
8.2-akselinen vaihteisto
-Kiinteät hammaspyörät ja vaihdehammaspyörät voivat olla sijoitettu sekä sisäänmeno- että ulostuloakselille.
-Voimaa välittävä kytkentä aikaansaadaan kullakin vaihteella siirtoholkkien avulla. Siirtoholkkeja käytetään kytkentävivulla, joka kytkee ne siirtohaarukan välityksellä.
9.Nivelakseli
-Tavallisesti nivelakseleita käytetään takavetoisissa autoissa vaihteiston ja taka-akselin välillä.
-Ajon aikana vaihteisto ja vetävä akseli liikkuvat jatkuvasti toisiinsa nähden erilaisten kuormitustilojen ja tieolosuhteiden johdosta.
-Ristinivel mahdollistaa kulmien muutokset, joita tapahtuu ajon aikana
-Nivelakseleihin asennetaan tukilaakereita lisäksi tukemaan ja ohjaamaan akselia, jos vaihteisto ja taka-akseli ovat kaukana toisistaan.
-Levynivelet ovat elastisia niveliä, jotka sallivat pienen taivutuskulman sekä pieniä pituusmuutoksia. Levyniveliä käytetään pääosin voimansiirron värinän ja äänien vaimentamiseen.
10.Etu- ja takavetoakselit
-Etuvetoisissa autoissa vetoakselit asennetaan vaihteiston ja pyörännapojen väliin.
-Takavetoisissa, erillisjousitetuissa autoissa vetoakselit sijaitsevat takavetopyörästön ja pyörännapojen välissä.
-Vetoakselit eroavat pääosin erilaisten vakionopeusnivelien vuoksi.
-Pyörimisnopeuksien säilytys tai muuttaminen
-Pyörintäsuunnan vaihtaminen
Muodot:
-Suorahampaiset lieriöhammaspyörät
-Vinohampaiset lieriöhammaspyörät
-Kartiohammaspyörät
6.Synkronointilaitteet
Yksinkertainen synkronointi
-Synkronilaitteen tehtävänä on tasata pyörimisnopeudet vaihdehammaspyörän ja siirtoholkin välillä ja varmistaa vääntömomentin siirtäminen vaihdehammaspyörältä akselille vaihteen ollessa kytkettynä.
Kaksinkertainen synkronointi:
-Kaksinkertaisessa synkronoinnissa vaihteensiirtoon tarvitaan vähemmän voimaa, kestävyys paranee ja vaihtomukavuus paranee alaspäin vaihdettaessa.
7.3-akselinen vaihteisto
-3-akseliseen vaihteistoon kuuluu sisäänmeno-, sivu- ja pääakseli
-Sisäänmeno- ja pääakseli ovat samalla linjalla.
-Kaikki sisäänmeno-, pää- ja sivuakselin hammaspyörät ovat jatkuvassa hammaskosketuksessa.
-Ulostuloakselin pyörintäsuunta vaihdetaan peruutusvaihteella peruutusvaihteen välipyörän avulla.
8.2-akselinen vaihteisto
-Kiinteät hammaspyörät ja vaihdehammaspyörät voivat olla sijoitettu sekä sisäänmeno- että ulostuloakselille.
-Voimaa välittävä kytkentä aikaansaadaan kullakin vaihteella siirtoholkkien avulla. Siirtoholkkeja käytetään kytkentävivulla, joka kytkee ne siirtohaarukan välityksellä.
9.Nivelakseli
-Tavallisesti nivelakseleita käytetään takavetoisissa autoissa vaihteiston ja taka-akselin välillä.
-Ajon aikana vaihteisto ja vetävä akseli liikkuvat jatkuvasti toisiinsa nähden erilaisten kuormitustilojen ja tieolosuhteiden johdosta.
-Ristinivel mahdollistaa kulmien muutokset, joita tapahtuu ajon aikana
-Nivelakseleihin asennetaan tukilaakereita lisäksi tukemaan ja ohjaamaan akselia, jos vaihteisto ja taka-akseli ovat kaukana toisistaan.
-Levynivelet ovat elastisia niveliä, jotka sallivat pienen taivutuskulman sekä pieniä pituusmuutoksia. Levyniveliä käytetään pääosin voimansiirron värinän ja äänien vaimentamiseen.
10.Etu- ja takavetoakselit
-Etuvetoisissa autoissa vetoakselit asennetaan vaihteiston ja pyörännapojen väliin.
-Takavetoisissa, erillisjousitetuissa autoissa vetoakselit sijaitsevat takavetopyörästön ja pyörännapojen välissä.
-Vetoakselit eroavat pääosin erilaisten vakionopeusnivelien vuoksi.
-Käytössä on seuraavia vakionopeusniveliä:
Liukuvat vakionopeusnivelet
Kiinteät vakionopeusnivelet
Kaksoisnivelet
-Väliakseleita käytetään pääosin poikittain asennetulla moottorilla/vaihteistolla varustetuissa autoissa estämään pitkien vetoakselien aiheuttamat värinäongelmat.
-Tällöin tasauspyörästöön asennettu väliakseli tulee ulos ja kiinnitetään vastakkaisessa päässä laakerilla moottoriin.
11.Vetävä taka-akseli ja tasauspyörästö
-Takavetoisissa autoissa moottorin vääntömomentti välitetään vaihteistosta nivelakselin kautta vetopyörästöön ja pyörille.
-Pyörien ripustustavan mukaan takavetoisissa autoissa erotetaan kolme taka-akselityyppiä:
-Puolikevennetty taka-akseli
-Kevennetty taka-akseli
-Erillisjousitus
-Perustyyppisessä vetopyörästössä on pieni vetopyörä (pieni kartiohammaspyörä) ja lautaspyörä (suuri kartiohammaspyörä). Tämän vuoksi sitä nimitetään myös kartiohammaspyörästöksi.
Tasauspyörästön tehtävät:
-Vetävien pyörien pyörintänopeuksien erojen tasoitus.
12.Nelivetojärjestelmät
-Nelivetojärjestelmässä moottorin tuottama voima välitetään vaihteiston kautta jakovaihteistolle. Sen tehtävä on jakaa voima molemmille akseleille.
-Voimankulku nelivedon aikana:Vääntömomentti jaetaan jakovaihteistotyypin mukaisesti tietyssä suhteessa, esim. 1/3 : 2/3 (etuakseli : taka-akseli).
-Koska etuakselille välitetään pienempi osuus vääntömomentista, vetovoimien vaikutus ohjaukseen on pienempi ja auton ajettavuus siten parempi.
-Koska suurempi osuus vääntömomentista välitetään taka-akselille, auto käyttäytyy kuten takavetoinen auto samalla, kun nelivedon edut pystytään käyttämään täysin hyväksi.
-Jakopyörästö jakaa vaihteistolta tulevan vääntömomentin etu- ja takavetopyörästöille.
-Etuvetopyörästön rakenne ja toiminta vastaavat tavallista vetopyörästöä.
-Etuvetopyörästöä ei varusteta tasauspyörästön lukolla, jotta auton ohjattavuuteen ei vaikuteta.
-Viskolukolla varustetun takavetopyörästön rakenne ja toiminta vastaavat tavallista takavetopyörästöä.
-Viskolukko toimii tavallisessa ajossa nestekitkan periaatteen mukaisesti lamellien ollessa ilman metallista kosketusta.
