Tänään saatiin teoritunnilla tehtäväksi kirjoittaa blogimerkintä manuaalilaatikon toiminnasta, joten, tässä merkinnässä käsittelen siis sitä.
Manuaalivaihteisto toiseltanimeltään käsivaihteisto on ajoneuvon voimansiirtolinjan komponentti, joka muuttaa moottorin käyntinopeuden vetopyöränopeudeksi. Nykyisissä ajoneuvoissa sitä tarvitaan kompensoimaan polttomoottoreiden käyntinopeusalueiden kapeutta. Valittu vaihde määrää välityssuhteen eli ajoneuvon moottorin ja vetävien pyörien pyörimisnopeuden suhteen.
Suomessa manuaalivaihteisto on yleisin vaihteistotyyppi, mutta esimerkiksi Yhdysvalloissa manuaalivaihteisia autoja on hyvin vähän.
Vaihteiston käyttämistä varten ajoneuvoissa on kytkin ja vaihteenvalitsin jolla kuljettaja valitsee käytettävän vaihteen.
 |
| Vaihteenvalitsin
|
Kytkimellä puolestaan voimansiirto moottorilta vaihteistolle katkaistua, jolloin vaihteen vaihtaminen on mahdollista. Kytkintä käytetään myös nykimättömään pehmeään liikkeelle lähtöön ja se suojaa moottoria ja voimansiirtoa ylikuormitukselta.
Käsivaihteiston komponentteja:
-Vaihteistokotelo
-Akselit
-Vaihteensiirtomekanismi
-Hammaspyörät
-Peruutusvaihteen välipyörä
-Laakerointi
-Vaihteistokotelon tuuletus / vaihteistoöljy
-Peruutusvalokytkin
-Nopeusmittari-/ajonopeusanturi
Hammaspyörästö:
Hammaspyörä on pyörä jonka kehällä on hampaita ja hammasvälejä.
Hammaspyörien tehtäviä : Pyörintäsuunnan vaihtaminen, pyörintänopeuksien säilyttäminen muuttaminen ja vääntömontin välittäminen tai muuttaminen.
Hammaspyörien ja akselisen välisiä vaikutuksia : Akseli pyörittää hammaspyörää, hammaspyrä pyörittää akselia tai hammaspyörä pyörii vapaasti akselilla.
Kun kaksi hammaspyörää on asennettu toisiinsa ulostuleva pyörintäsuunta on päin vastainen kuin sisäänmenevä, jotta pyörintä suunta saadaan samansuuntaiseksi mennessä ja tullessa on lisättävä kolmas ratas.
Käsivaihteistossa käytetään kahta eri hammaspyörämuotoa lieriö- ja kartiohammaspyörää.
Lieriöhammaspyörä on yksinkertainen vaihteistohammaspyörä, joka on sylinterin muotoinen ja
jonka kehä on hammastettu joko suorilla tai vinoilla hampailla. Lieriöhammaspyörää käytetään
vääntömomentin välitykseen. Lieriöhammaspyörän ja sen vastakkaisen pyörän akselit ovat samansuuntaiset ja ne muodostavat lieriöhammasvaihteen.
Alla kuva lieriöhammaspyöristä.
Kartiohammaspyörien avulla voidaan toteuttaa kahden suoraan kulmaan asennetun akselin voimansiirto. Kartiohammaspyörät ovat nimensä mukaan kartion mallisia ja niissä voi olla suorat tai kierrehampaat. Kartiohammaspyöriä käytetään ennenkaikkea tasauspyörästöissä.
Alla kuva.
Vaihteistokotelon tuuletus / vaihteistoöljy:
Vaihteiston tuuletuksen tehtävänä on tasata toiminnan aikana muodostuvat paine-erot, esimerkiksi lämpenemisen aiheuttama ylipaine. Jos tuuletus menee tukkoon se voi aiheuttaa öljyhukkaa tai öljyvuotoja.
Kunnollisen voitelun puuttuminen voi puolestaan aiheuttaa vaihteistovaurioita.
Nykyaikaisten käsivaihteistojen toimintavaatimukset eri käyttöolosuhteissa asettavat yhä korkeampia vaatimuksia myös vaihteistoöljylle. Tälläisiä vaatimuksia ovat mm. vähäinen vaahtoutumistaipumus, erilaistentiivistemateriaalien sietokyky, hyvä vanhenemisen kestokyky ja viskositeetin vähäinen lämpötilariippuvuus.
Äsken listattuihin vaatimuksiin ylletään vain seostetuilla öljyillä, sillä ne sisältävät lisäaineita, joilla saadaan aikaan halutut ominaisuudet. Näitä vaihteistoöljyjä ei tarvitse vaihtaa vaihteiston käyttöiän aikana. Jos öljyä joudutaan lisäämään korjauksen tai vuodon vuoksi on varmistettava, että öljy täyttää laatuvaatimukset.
Peruutusvalokytkin kytkee päälle peruutusvalon se on yleensä asennettu vaihteistokoteloon ulkopuolelle. Sitä käyttää peruutusvaihteen kytkentäliike useimmiten sisäisen vaihteensiirtomelanismin avulla. (vaihtelee eri autoissa) Esimerkiksi joissain autoissa se on integroitu ulkoiseen vaihteistomekanismiin. Tällöin sitä käyttää kytkentä- tai valitsinliikkeen vipu.
Nopeusmittarin käyttö / ajonopeusanturi:
Vanhempien vaihteistojen vaihteistokotelossa on mekaaninen nopeusmittarin käyttö. Sen kiinnitykseen käytetään lukitustappia. Käytöstä vastaa tasauspyörästön ulostuloakselille asennettu kierukkapyörä.
Nykyaikeisissa vaihteistoissa sensijaan käytetään ajonopeusanturia.
2-akselinen vaihteisto:
2-akselisia vaihteistoja käytetään useimmiten etuvetoisissa autoissa. Koska niiden akselit eivät eivät ole samassa suunnassa ryseessä on erilinjainen vaihteisto.
2-akselisen vaihteiston toimintatehtävä on välittää moottorin vääntömomentti etuskseliin. Vääntömomenttia muutetaan eri vaihteiden suuremmilla ja pienemmillä välityssuhteilla, jotta kaikissa ajo-olosuhteissa on aina käytettävissä suurin mahdollinen vetovoima.
Vaihteensiirtoon käytetään sisäisen vaihteensiirtomekanismin siirtoholkkeja.
Jos kytketään päälle peruutusvaihde peruutusvaihteen välipyörä muuttaa ulostuloakselin pyörintäsuunnan vastakkaiseksi.
Toiminta:
Sisäänmeno akseli siirtää moottorin vääntömomentin kulloinkin kytketyn vaihdehammaspyörän kautta ulostuloakseliin. Vaihtamistaoahtumassa muodostetaan liitos pääakselin ja vaihdehammaspyörän välille sitten, että siirtoholkki siirretään sivusuunnassa vaihdehammaspyörän kytkentähammatukselle. Ulostuloakseli välittää moottorin vääntömomentin latauspyörän kautta tasauspyörästöön
3-akselinen vaihteisto:
3-akselisia vaihteistoja on samalinjaisia ja erilinjaisia. Vaihteiston samanlinjaisuus tarkoitta sitä, että sisäänmenoakseki ja pääakseli on sijoitettu samaanlinjaan. Samanlinjaista 3-akselista vaihteistoa käytetään takavetoisissa autoissa. Erilinjaisia puolestaan käytetään etuvetoisissa autoissa. Erilinjaisissa vaihteistossa on sisäänmenoakseki ja kaksi ulostuloakselia.
Samanlinjaisen 3-akselisen vaihteiston toimintatehtävä on välittää pitkittäin asennetun etumoottorin vääntömomentti taka-akseliin ja sen vääntömomenttia muutetaan välityssuhteilla.
Sisäänmeno- ja pääakselin kaikki hammaspyörää ovat jatkuvassa hammaskosketuksessa sivuakselin hammaspyöriin. Vaihteen siirto ja peruutusvaihteen kytkentä toimivat samalla periaatteella, kuin kaksi akselisessa josta juuri äsken mainitsin.
Sisäänmenoakseli:
Ts. kytkinakseli on laakeroitu ohjainlaakerilla pääakseliin vapaasti kiertyväksi. Sen tehtävänä on siirtää moottorin vääntömomentti kytkimestä vaihteiston sivuakseliin ja siten myös pääakseliin.
Sivuakseli:
Sivuakseli on hammaspyöräyksikkö, jonka avulla vääntömomentti voidaan siirtää sisäänmenoakselilta pääakseliin. Nykyaikaisten vaihteistojen sivuakseleihin voidaan asentaa sekä kiinteitä hammaspyöriä että vaihdehammaspyöriä. Vaihtelevien välityssuhteiden vuoksi eri vaihteistotyypeistä käytetään erilaisia sivuakseleita.
Kuvassa 5 vaihteisen vaihteiston sivuakseli:
Pääakseli:
Pääakseli on laakeroitu kytkimen puolella sisäänmenoakseliin ja vaihteistonpuolella vaihteistokoteloon.
Laakeroinnissa käytetään useimmiten neulalaakereita. Vaihdehammaspyörät pääsevät pyörimään vapaasti pääakselilla.
Toiminta:
Sisäänmeno akseli siirtää moottorin vääntömomentin sivuakseliin. Vaihtamistapahtumassa muodostetaan voimaa välittävä kytkentä akselin ja vaihdehammaspyöränvälille työntämällä siirtoholkki sivusuunnassa vaihdehammaspyörän kytkentähammastukselle.
Synkronointi:
Synkronoinnin tehtävä on helpottaa vaihtamistapahtumaa ja suojella samalla vaihteistoa vaurioilta. Vaihteen kevyt ja melukin kytkeminen on mahdollista vasta sitten, kun kulloinkin kytkettävä vaihdehammaspyörä on saatu pyörimään samalla nopeudella siirtoholkin kanssa. Synkronirengas jarruttaa/kiihdyttää vaihdehammaspyörän samaan nopeuteen siirtoholkin kanssa.
Synkronointi voi olla rakenteeltaan yksin-, kaksin- tai kolminkertainen. Alla tietoa niistä:
Yksinkertainen synkronointi:
Synkronirenkaan ja vaihdehammaspyörän kartion väliin asennetaan yksinkertainen kartiokytkin. Sitä käytetään yleensä suurimpien vaihteiden yhteydessä.
Kaksinkertainen synkronointi:
Synkronirenkaam ja vaihdehammaspyörän kartion väliin muodostetaan kaksinkertainen kartiopinta. Tämä vähentää voiman tarvetta ja pidentää kestokykyä. Tätä käytetään pääasiassa pienillä vaihteilla, sillä niissä esiintyy suurempia massavoimia.
Kolminkertainen synkronointi:
Synkronieenkaan ja vaihdehammaspyörän kartion väliin asennetaan kolminkertainen kartiokytkin. Käytetään korkeiden vääntömomenttien siirtämiseen pienillä vaihteilla.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti