W omawianych mostach napędowych przekładnie główne niezależnie od ich konstrukcji pełnią swoje podstawowe zadania dla jednego mostu napędowego w pojeździe. Wartość siły przyczepności można zwiększyć stosując większe naciski na oś kół napędzanych. Ta metoda jest jednak ograniczona dopuszczalną wartością obciążenia osi, wynikającą z wytrzymałości nawierzchni drogi i obowiązujących przepisów drogowych. Aby ten problem rozwiązać, stosuje się napędzanie większej liczby osi niż jedna. Ma to miejsce szczególnie w pojazdach terenowych i ciągnikach drogowych, przeznaczonych do holowania naczep o znacznej masie całkowitej. Zwiększenie liczby osi jezdnych pozwala także na zwiększenie ładowności pojazdu, ponieważ nacisk rozkłada się na większą liczbę kół jezdnych, niezależnie czy są one napędzane czy też nie. Przykładowo dodanie trzeciej osi do dwuosiowego samochodu ciężarowego umożliwia zwiększenie jego ładowności o 50 – 100%
W nowoczesnych układach napędowych współczesnych ciężkich samochodów, przeznaczonych do eksploatacji na drogach nieutwardzonych, stosuje się szeregowy lub równoległy napęd kilku osi jezdnych: 6x4, 6x6, 8x4, 8x8. Mosty napędowe zabudowane są w układzie tandem lub nawet tridem. W napędzie kilku osi jezdnych występują mechanizmy podobne do tych, które znajdują się w pojazdach o napędzie tylko na jedną oś, a więc pojedyncze lub podwójne przekładnie główne z typowymi mechanizmami różnicowymi. W układach szeregowych stosowane są zespoły umożliwiające jednoczesne doprowadzenie momentu obrotowego do kilku osi jezdnych bez dodatkowych naprężeń, wynikających z chwilowej różnicy prędkości obrotowej kół napędzanych. Występuje tu najczęściej potrzeba rozbudowania istniejących konstrukcji mostów o międzyosiowy mechanizm różnicowy oraz możliwość wyprowadzenia momentu obrotowego z pierwszego do drugiego mostu napędowego z uwzględnieniem prawidłowych parametrów obrotu wału. W układach równoległych stosuje się doprowadzenie momentu obrotowego do każdego mostu oddzielnie, z zastosowaniem odpowiednio rozbudowanych skrzyń rozdzielczych.
Napęd równoległy mostów napędowych stosowany jest głównie w konstrukcjach pojazdów wojskowych i specjalnych. Przykłady kinematycznego rozwiązania przedstawiają rysunki 1, 2, 3.
Pojazd wyposażony jest w trzy mosty i do wszystkich został doprowadzony napęd. Na rysunku 1 zastosowano dość nietypowe rozwiązanie, polegające na rezygnacji z mechanizmów różnicowych w obrębie poszczególnych mostów napędowych, ale zastosowano międzyosiowy mechanizm różnicowy w skrzyni rozdzielczej dla kół lewej i prawej strony pojazdu. Napęd kół przednich włączony jest na stałe. Rysunki 2 i 3 przedstawiają rozwiązania bardziej typowe, gdzie skrzynia rozdzielcza doprowadza napęd stały do tylnych mostów – z międzyosiowym mechanizmem różnicowym i bez niego - oraz możliwością włączania napędu kół osi przedniej.
Jak widać na rysunkach, taka konstrukcja wymaga stosowania wielu równoległych wałów napędowych podnoszących masę samochodu, ale jednocześnie gwarantuje wysoką niezawodność napędu pojazdu. W przypadku uszkodzenia jednego z mostów napędowych możliwe jest jego szybkie odłączenie poprzez demontaż odpowiedniego wału napędowego. Jest to zaleta godna uwagi w pojazdach wojskowych, w warunkach bojowych.
Napęd szeregowy mostów napędowych ma bardzo różnorodne rozwiązania we współczesnych konstrukcjach układów napędowych. Stosowane są tu przekładnie główne pojedyncze, podwójne, dwubiegowe i złożone. Wykorzystywane są przekładnie walcowe, stożkowe, hipoidalne i ślimakowe. Poszczególne mosty wyposażone są w międzyosiowe mechanizmy różnicowe, blokady tych mechanizmów, smarowanie rozbryzgowe lub ciśnieniowe oraz inne specyficzne dla danego rozwiązania konstrukcje.
Przykłady kinematycznego rozwiązania napędu szeregowego dwóch mostów przedstawiają poniższe rysunki: Najprostszy jest napęd rozwiązany za pomocą ślimakowych przekładni głównych przedstawiony na rysunku 4.
Wałek pośredni łączący ślimaki obu przekładni głównych jest wyposażony w dwa przeguby krzyżakowe. Zastosowanie górnych przekładni ślimakowych (była o nich mowa w poprzednim artykule) umożliwia zwiększenie prześwitu drogowego w pojazdach terenowych.
W rozwiązaniu przedstawionym na rysunku 5 zastosowano hipoidalny drążony zębnik pierwszego mostu, umożliwiając tym samym wyprowadzenie napędu do drugiego mostu. Obie przekładnie główne są pojedyncze.
Modyfikacją tego rozwiązania jest zastosowanie w obu mostach przekładni dwustopniowych, co przedstawia rysunek 6.
Ciekawym rozwiązaniem, stosowanym w nowoczesnych konstrukcjach, jest przykład 7, gdzie wałek napędowy umieszczony jest nad osią, a napęd jest przenoszony w dół do zębników stożkowych za pomocą zębatych przekładni walcowych. W rozwiązaniu tym zmniejsza się odchylenie przegubów krzyżakowych wału napędowego ze względu na jego wysokie zabudowanie w pojeździe.
W pojazdach amerykańskich zastosowanie ma układ przedstawiony na rysunku 8. Skrzynka rozdzielcza jest przymocowana do ramy i napęd jest przenoszony przez zespół kół zębatych do dolnego wałka lub międzyosiowego mechanizmu różnicowego, a stamtąd za pomocą przegubów krzyżakowych do wałków atakujących sąsiednich mostów napędowych.
Jeszcze inne rozwiązanie zastosowane jest w samochodach i ciągnikach drogowych czeskiej firmy Tatra. Przelotowy wał napędowy współpracuje z przekładniami głównymi i zewnętrznymi planetarnymi mechanizmami różnicowymi. Schemat kinematyczny przedstawia rysunek 9.
Przedstawione rozwiązania nie wyczerpują tematu pomysłów konstruktorów na koncepcję szeregowego napędu kolejnych mostów napędowych. Układy napędowe ciężkich pojazdów w zasadzie nie przewidują jednoczesnego napędu więcej niż trzech osi ustawionych w szeregu za sobą i z reguły są to osie niekierowane. Ciężarówki amerykańskie klasy 8 napędzane są przy pomocy układów napędowych , w których napędzane są maksymalnie cztery osie (8x8), ale są to układy dwóch osi tylnych i dwóch osi przednich.
W następnej części przedstawię rozwiązania konstrukcyjne mostów przeznaczonych do szeregowego przenoszenia momentu obrotowego, stosowanych we współczesnych pojazdach dużej ładowności.
mgr inż. Ireneusz Kulczyk
Komentarze (0)