Устройство однодискового сцепления. Однодисковое фрикционное сцепление

Фрикционные однодисковые сцепления.

Фрикционным сцеплением называется дисковая муфта, в которой крутящий момент передается за счет силы сухого трения. Широкое распространение на современных автомобилях получили однодисковые сухие сцепления. Однодисковым сцеплением называется фрикционная муфта, в которой для передачи крутящего момента применяется один ведомый диск.

Однодисковое сцепление (рис. 4.10, а) состоит из ведущих и ведомых деталей, а также деталей включения и выключения сцепления.

Рис. 4.10. Схемы работы однодискового фрикционного сцепления: а — включено; б — выключено; 1 — кожух; 2 — нажимной диск; 3 — маховик; 4 —ведомый диск; 5 — пластина; 6 — пружина; 7 — подшипник; 8 — педаль; 9 —вал;

10 — тяга; 11 — вилка; 12 — рычаг

Однодисковое сцепление (рис. 4.10, а) состоит из ведущих и ведомых деталей, а также деталей включения и выключения сцепления. Ведущими деталями являются маховик 3 двигателя, кожух 7 и нажимной диск 2, ведомыми — ведомый диск 4, деталями включения — пружины 6, деталями выключения — рычаги 12 и муфта с подшипником 7. Кожух 1 прикреплен болтами к маховику. Нажимной диск 2 соединен с кожухом упругими пластинами 5. Это обеспечивает передачу крутящего момента от кожуха на нажимной диск и перемещение нажимного диска в осевом направлении при включении и выключении сцепления. Ведомый диск 4 установлен на шлицах первичного

Приводы фрикционных сцеплений. Сцепление имеет привод, в который входят педаль 8, тяга 10, вилка 11 и муфта с выжимным подшипником 7. При отпущенной педали 8 сцепление включено, так как ведомый диск 4 прижат к маховику 3 нажимным диском 2 усилием пружин 6. Сцепление передает крутящий момент от ведущих деталей к ведомым через поверхности трения ведомого диска с маховиком и нажимным дис­ком.

При нажатии на педаль 8 (рис. 4.10, б) сцепление выключается, так как муфта с выжимным подшипником 7 перемещается к маховику, поворачивает рычаги 12, которые отодвигают нажимной диск 2 от ведомого диска 4. В этом случае ведущие и ведомые детали сцепления разъединены, и сцепление не передает крутящий момент.

Однодисковые сцепления просты по конструкции, дешевы в изготовлении, надежны в работе, обеспечивают хороший отвод теплоты от трущихся поверхностей, чистоту выключения и плавность включения. Они удобны в обслуживании при эксплуатации и ремонте. В однодисковых сцеплениях сжатие ведущих и ведомых деталей может производиться несколькими цилиндрическими пружинами, равномерно расположенными по периферии нажимного диска. Оно также может осуществляться одной диафрагменной пружиной или конусной пружиной, установленной в центре нажимного диска. Сцепление с одной центральной пружиной проще по конструкции и надежнее в эксплуатации. При центральной диафрагменной пружине сцепление имеет меньшую массу и габаритные размеры, а также меньшее количество деталей, так как пружина

Приводы фрикционных сцеплений могут быть механическими, гидравлическими и электромагнитными. Наибольшее применение на автомобилях получили механические и гидравлические приводы.

Механические приводы просты по конструкции и надежны в работе. Однако они имеют меньший КПД, чем гидравлические приводы сцеплений. Гидравлические приводы, имея больший КПД, обеспечивают более плавное включение сцепления и уменьшают усилие, необходимое для выключения сцепления. Но гидравлические приводы сложнее. Для облегчения управления сцеплением в приводах часто при­меняют механические усилители (в виде сервопружин), пневматические и вакуумные. Так, сервопружины уменьшают максимальное усилие выключения сцепления на 20...40 %.

Однодисковые сцепления с периферийными пружинами. Сцепления такого типа получили широкое применение на легковых и грузовых автомобилях, а также на автобусах. На рис. 4.11 представлено сцепление грузовых автомобилей ЗИЛ. Сцепление — постоянно замкнутое, фрикционное, сухое, однодисковое, с периферийными пружинами и механическим приводом.

Привод сцепления — механический. В привод входят педаль 16 с валом 19, рычаги 18 и 21, регулировочная тяга 20 и вилка 12 выключения сцепления. При нажатии на педаль поворачивается вал 19 и через рычаги и тягу действует на вилку 12, а она — на муфту выключения 11 с выжимным подшипником 9. Муфта с подшипником перемещает­ся и нажимает на внутренние концы рычагов 5, которые отводят своими наружными концами нажимной диск от ведомого. При этом нажимные пружины 14 сжимаются. В этом положении сцепление выключено, и крутящий момент от двигателя к трансмиссии не передается.

Рис. 4.11. Сцепление (а), детали (б) и привод (в) сцепления грузовых автомобилей ЗИЛ: 1 — маховик; 2 — нажимной диск; 3 — ведомый диск; 4, 19 — валы; 5, 18, 21 — рычаги; 6, 12— вилки; 7— картер; 8,9— подшипники; 10, 14, 17, 28— пружины; 11 — муфта; 13— кожух; 15— пластинчатая пружина; 16— педаль; 20— тяга; 22 — гайка; 23, 27 — диски; 24 — ступица; 25 — пластина;

26 — маслоотражатель

После отпускания педали муфта выключения с подшипни­ком возвращаются в исходное положение под действием соответственно пружин 10 и 17. При этом под действием нажимных пружин 14 нажимной диск прижимается к маховику. Теперь сцепление включено, и крутящий момент передается от двигателя к трансмиссии.

Однодисковые сцепления с центральной диафрагменной пружиной. Такие сцепления получили широкое применение на легковых автомобилях.

Сцепления имеют простую конструкцию, небольшие габаритные размеры и массу. Для их выключения требуется небольшое усилие, так как усилие, создаваемое диафрагменной пружиной, при выключении уменьшается. Однако величина при­жимного усилия диафрагменной пружины ограничена.

На рис. 4.12 показано сцепление легковых автомобилей ВАЗ повышенной проходимости. Сцепление — однодисковое, сухое, с центральной диафрагменной пружиной и гидравлическим приводом. Сцепление имеет один ведомый диск, а ведущие и ведомые его части прижимаются друг к другу центральной пружиной.

Крутящий момент от двигателя сцепление передает за счет сил сухого трения. Усилие от педали к вилке выключения сцепления передается через жидкость.

Сцепление имеет гидравлический привод. Гидравлический привод сцепления (рис. 4.13) состоит из подвесной педали 4 с пружиной 2, главного цилиндра 6 и его бачка, рабочего цилиндра 18, соединительных трубопроводов со штуцерами 10, 21 и вилки 13 выключения сцепления с пружиной 16. Педаль и главный цилиндр прикреплены к кронштейну педалей сцепления и тормоза, соединенному с передним щитом кузова, а рабочий цилиндр установлен на картере сцепления. При выключении сцепления усилие от педали 4 через толкатель 5 главного цилиндра передается на поршни 7 и 8 с пружиной 9, которые вытесняют жидкость в трубопровод и рабочий цилиндр.

Рис. 4.12. Сцепление легковых автомобилей ВАЗ: а — общий вид; б — схема; 1— диафрагменная пружина; 2 — ведомый диск; 3 — фрикционная накладка; 4 — диск; 5 — ступица; 6 — гаситель; 7 — нажимной диск; 8— маховик; 9— картер; 10— болт; 11 — вал; /2— муфта; 13— вилка; 14 — подшипник; 15 — фланец; 16 — кожух; 17 — пружина; 18 — крышка; 19 —кольцо; 20 — фиксатор

Рис. 4.13. Гидравлический привод сцепления легковых автомобилей ВАЗ: а — педаль и главный цилиндр; б — рабочий цилиндр и вилка; 1, 2, 9, 16, 20 —пружины; 3 — ограничитель; 4 — педаль; 5— толкатель; 6, 18 — цилиндры; 7, 8, 19 — поршни; 10, 21 — штуцера; 11 — подшипник; 12 — опора; 13 —вилка;

14— шток; 15, 17 — гайки

Поршень 19 рабочего цилиндра с пружиной 20 через шток 14 поворачивает на шаровой опоре 12 вилку 13 выключения сцепления с пружиной 16, которая перемещает муфту с подшипником 11. Подшипник через упорный фланец 15 (см. рис. 4.12) перемещает внутренний край пружины 1 в сторону маховика 8. Пружина выгибается в обратную сторону, ее наружный край через фиксаторы 20 отводит нажимной диск 7 от ведомого диска 2, и сцепление выключается.

Читайте также:

lektsia.com

Сцепление автомобиля - назначение, типы и классификация. Требования к сцеплениям. Устройство однодискового фрикционного сцепления. Привод

Назначение и типы

Сцепление служит для временного разъединения двигателя и трансмиссии и плавного их соединения. Временное разъединение двигателя и трансмиссии необходимо при переключении передач, торможении и остановке автомобиля, а плавное соединение – после переключения передач и при трогании автомобиля с места. При движении автомобиля сцепление во включенном состоянии передает крутящий момент от двигателя к коробке передач и предохраняет механизмы трансмиссии от динамических нагрузок, возникающих в трансмиссии. Так, нагрузки в трансмиссии возрастают при резком торможении с двигателем, пре резком включении сцепления, неравномерной работе двигателя и резком снижении частоты вращения коленчатого вала, наезде колес на неровности дороги и т.д.

На автомобилях применяют различные типы сцеплений (схема 1).

Схема 1 – Типы сцеплений, классифицированных по различным признакам.

Все указанные сцепления, кроме центробежных, являются постоянно замкнутыми, т.е. постоянно включенными и выключаемыми водителем при переключении передач, торможении и остановке автомобиля.

На автомобилях наибольшее применение получили фрикционные сцепления. Однодисковые сцепления применяются на легковых автомобилях, автобусах и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности, а иногда и большой грузоподъемности.

Двухдисковые сцепления устанавливают на грузовых автомобилях большой грузоподъемности и автобусах большой вместимости.

Многодисковые сцепления используются очень редко – только на автомобилях большой грузоподъемности.

Гидравлические сцепления, или гидромуфты, в качестве отдельного механизма на современных автомобилях не применяются. Ранее они использовались в трансмиссии автомобилей, но только совместно с последовательно установленным фрикционным сцеплением.

Электромагнитные сцепления имели некоторое применение на автомобилях, но широкого распространения не получили в связи со сложностью их конструкции.

Требования к сцеплениям

Одним из основных показателей сцепления является его способность к передаче крутящего момента. Для ее оценки используется понятие величины коэффициента запаса сцепления ß, определяемой следующим образом:

ß = МСЦ / Мmax

где МСЦ – максимальный крутящий момент, который может передать сцепление,

Мmax – максимальный крутящий момент двигателя.

Помимо общих требований, касающихся каждого узла автомобиля, к сцеплению предъявляется ряд специфических требований, среди которых:

1. Плавность включения. В эксплуатации она обеспечивается квалифицированным управлением, но некоторые элементы конструкции предназначены для повышения плавности включения сцепления даже при низкой квалификации водителя.
2. Чистота выключения. Абсолютное выключение, при котором крутящий момент на выходном вале сцепления равен нулю, труднодостижимо, но если момент, передаваемый выключенным сцеплением, достаточно мал и не мешает включать передачи, то можно считать, что такое сцепление выключено практически чисто.
3. Надежная передача крутящего момента при любых условиях эксплуатации. Слишком низкое значение коэффициента запаса приводит к увеличению времени буксования сцепления при трогании автомобиля (особенно в тяжелых эксплуатационных условиях), повышенному его нагреву и износу. Излишне большая величина коэффициента запаса сопровождается увеличением размеров и массы сцепления, повышением усилия, необходимого для управления им, и ухудшением предохранения трансмиссии и двигателя от перегрузок. Обычно значение коэффициента запаса сцепления составляют 1,4 – 1,7 для легковых и 1,5 – 2,0 для грузовых автомобилей, увеличиваясь до 2,3 на тяжелых тягачах.
4. Минимальная величина момента инерции ведомых частей. Нарушение этого требования не скажется на выполнении сцеплением своих функций, однако будет приводить к удлинению процесса переключения передач и снижению срока службы синхронизаторов коробки передач.
5. Удобство управления. Это общее для всех органов управления требование конкретизируется в виде требований к ходу педали и требуемому для ее нажатию усилию. Действующие в России ограничения в настоящее время составляют 150 Н усилия для автомобилей, имеющих усилители привода сцепления, и 250 Н для автомобилей без усилителей. Ход педали обычно не более 160 мм.

Типовое устройство сцепления - однодисковое, фрикционное

Фрикционным сцеплением называется дисковая муфта, в которой крутящий момент передается за счет силы сухого трения.

Широкое распространение на современных автомобилях получили однодисковые сухие сцепления. Однодисковым сцеплением называется фрикционная муфта, в которой для передачи крутящего момента применяется один ведомый диск.

Однодисковое сцепление (схема 2, а) состоит из ведущих и ведомых деталей, а также из деталей включения и выключения сцепления.

Схема 2 – Однодисковое фрикционное сцепление

а – включено; б – выключено; 1 – кожух; 2 – нажимной диск; 3 – маховик; 4 – ведомый диск; 5 – пластина; 6 – пружина; 7 – подшипник; 8 – педаль; 9 – вал; 10 – тяга; 11 – вилка; 12 – рычаг

Ведущими деталями являются маховик 3 двигателя, кожух 1 и нажимной диск 2, ведомыми – ведомый диск 4, деталями включения – пружины 6, деталями выключения – рычаги 12 и муфта с подшипником 7.

Кожух 1 прикреплен болтами к маховику. Нажимной диск 2 соединен с кожухом упругими пластинами 5. Это обеспечивает передачу крутящего момента от кожуха на нажимной диск и перемещение нажимного диска в осевом направлении при включении и выключении сцепления. Ведомый диск 4 установлен на шлицах первичного (ведущего) вала 9 коробки передач.

Сцепление имеет привод, в который входят педаль 8, тяга 10, вилка 11 и муфта с выжимным подшипником 7.

При отпущенной педали 8 сцепление включено, так как ведомый диск 4 прижат к маховику 3 нажимным диском 2 усилием пружин 6. Сцепление передает крутящий момент от ведущих деталей к ведомым через поверхности трения ведомого диска с маховиком и нажимным диском. При нажатии на педаль 8 (схема 2, б) сцепление выключается, так как муфта с выжимным подшипником 7 перемещается к маховику, поворачивает рычаги 12, которые отодвигают нажимной диск 2 от ведомого диска 4. В этом случает ведущие и ведомые детали сцепления разъединены, и сцепление не передает крутящий момент.

Однодисковые сцепления просты по конструкции, дешевы в изготовлении, надежны в работе, обеспечивают хороший отвод теплоты от трущихся поверхностей, чистоту выключения и плавность включения. Они

carspec.info

Однодисковые фрикционные сцепления.

Ступенчатые трансмиссии

Однодисковые сцепления

Однодисковые сцепления получили наибольшее применение вследствие простоты конструкции, незначительного момента инерции ведомых деталей, лучшего теплоотвода и полноты выключения.

Конструкцию однодисковых сцеплений и особенности их работы рассмотрим на примере сухого однодискового сцепления автомобилей марки «ВАЗ» и «ЗИЛ».

***

Сцепление легкового автомобиля

Устройство однодискового сцепления легкового автомобиля ВАЗ-2110 представлено на рис. 1. Конструктивно оно представляет собой постоянно замкнутое, сухое сцепление с мембранной центральной нажимной пружиной и механическим приводом.

Стальной штампованный кожух сцепления 3 крепится к маховику 6 шестью болтами 4, а с нажимным диском 5 соединяется тремя парами упругих стальных пластин 18, которые обеспечивают перемещение нажимного диска в осевом направлении и передают крутящий момент с кожуха на нажимной диск. Кожух центрируется относительно маховика с помощью штифтов. На кожухе с внутренней стороны устанавливаются кольца 19, являющиеся опорами для мембранной пружины. На нажимном диске выполнен кольцевой выступ, на который нажимная пружина опирается своим наружным краем.

Нажимная пружина 11 выполняется методом штамповки из листовой стали и в свободном состоянии имеет форму усеченного конуса. Внутренняя часть нажимной пружины имеет радиальные прорези, которые образуют лепестки, работающие как рычаги. Давление пружины создается ее участком между опорными кольцами и наружным краем пружины. Ведущие детали сцепления проходят статическую балансировку путем высверливания металла на нажимном диске.

Ведомый диск 7 сцепления состоит из диска с фрикционными накладками 16 и гасителя крутильных колебаний. Диск стальной, с радиальными прорезями, делящими его на сектора, отогнутые поочередно в разные стороны, что придает волнообразную форму его рабочей поверхности.

К секторам ведомого диска независимо одна от другой приклепаны фрикционные накладки 16. Головки заклепок утопают в отверстиях накладок, а их стержни расклепаны на поверхности ведомого диска. Для этого в противоположной фрикционной накладке выполнены отверстия бόльшего диаметра. Такое крепление накладок способствует повышению плавности включения сцепления.

Ведомый диск соединяется со ступицей 15 с помощью гасителя крутильных колебаний, позволяющего смещаться ступице относительно диска в тангенциальном направлении (по касательной) за счет деформации пружин 17 гасителя. Поглощение энергии колебаний происходит при совершении работы трения фрикционных элементов, расположенных между ведомым диском и диском, к которому приклепана ступица. Усилие, сжимающие эти диски, установлено при сборке на заводе-изготовителе.

Окна в ступице делаются одинаковыми, а в ведомом диске часть окон имеет бόльшую длину, поэтому не все пружины начинают деформироваться одновременно. Это позволяет расширить диапазон колебаний, при которых гаситель начинает эффективно работать.

***

Сцепление грузового автомобиля

На автомобилях марки «ЗИЛ» применяется сухое однодисковое сцепление с периферийным расположением нажимных пружин, гасителем крутильных колебаний и механическим приводом (рис. 2). Общее устройство такого сцепление во многом похоже на устройство рассмотренного выше сцепления легкового автомобиля, но здесь в качестве нажимного устройства вместо центральной мембранной пружины применяются периферийно расположенные цилиндрические витые пружины.

Чугунный нажимной диск 2 расположен в стальном штампованном кожухе 12, прикрепленном восемью центрирующими болтами 21 к маховику 1 двигателя. Диск соединяется с кожухом четырьмя упругими пластинами 14, концы которых заклепками крепятся к кожуху и болтами с втулками – к нажимному диску. Через эти пластины усилие передается от кожуха сцепления на нажимной диск, в то же время, благодаря упругой деформации пластин, диск может перемещаться в осевом направлении. Между кожухом и диском установлено шестнадцать нажимных пружин 13. Пружины центрируются на нажимном диске с помощью специальных выступов и опираются на него через теплоизолирующие шайбы 15.

Между маховиком и нажимным диском расположен ведомый диск 3, установленный на шлицах первичного вала 4 коробки передач. К стальному диску заклепками приклепывают фрикционные накладки, которые увеличивают коэффициент трения, а радиальные прорези в диске предотвращают его коробление при нагревании, а также служат своеобразными каналами для отвода теплоты от диска. Диск балансируется с помощью балансировочных пластин.

Гаситель крутильных колебаний устроен следующим образом. Ведомый диск 3, кольцо 33 гасителя и стальные фрикционные пластины 31 соединены друг с другом заклепками. К ступице 30 приклепаны два диска 29 гасителя и маслоотражатель 32. Упругой муфтой гасителя является восемь равномерно расположенных по окружности пружин 28. Каждая пружина вместе с опорными пластинами 27 размещена в прямоугольных вырезах ведомого диска 3 и дисков 29 гасителя. Опорные пластины имеют четыре боковых выступа, удерживающих их в вырезах ведомого диска.

Фрикционным элементом являются поверхности трения фрикционных пластин 31 и внутренние поверхности дисков 29 гасителя. При сжимании пружин гасителя возможно поворачивание ступицы относительно ведомого диска, при этом преодолеваются силы упругости пружин и силы трения в фрикционном элементе (рис. 3). Максимальный угол закручивания определяется полным сжатием пружин до соприкосновения витков.

Четыре рычага 5 выключения сцепления (рис. 2) соединены с помощью осей 18 и игольчатых подшипников 20 с нажимным диском 2 и вилками 6. Вилки присоединены к кожуху регулировочными гайками 16, имеющими сферическую опорную поверхность. Гайки прижимаются к кожуху стопорными пластинами 17, каждая из которых закреплена на кожухе двумя болтами. Благодаря сферической поверхности гаек вилки могут покачиваться относительно кожуха, что необходимо при повороте рычагов выключения (при выключении и включении сцепления). Этими же гайками регулируется положение рычагов при сборке сцепления.

***

Сухое двухдисковое сцепление

k-a-t.ru

Устройство однодискового сцепления | Сцепление

Картер 8 сцепления, обычно отлитый из чугуна, является, как правило, промежуточной деталью между двигателем и коробкой передач, и в нем размещено сцепление. В картере имеются отверстия для установки вала вилки 15 механизма выключения сцепления, для вентиляции сцепления (что необходимо для лучшего отвода теплоты, выделяющейся при пробуксовке дисков), и для доступа к регулировочным устройствам выключающих рычагов. Регулировочные устройства предназначены для установки внутренних концов рычага в одной плоскости во избежание перекоса нажимного диска.

Картер 8 через прокладку 28 и обрезиненный щиток 29 закрывается крышкой 21, в которой установлены пробка 24 со шплинтом и щиток 25 маслосборника.

Кожух сцепления, штампованный из листовой стали, снабжен ребрами жесткости и вентиляционными отверстиями, а также имеет выемки для удерживания пружин 7 от выбрасывания под действием центробежных сил. Отверстия в кожухе для крепления вилок 18 и пальцев 20 выключающих рычагов 16 в некоторых конструкциях сцепления обработаны под сферу для сопряжения с соответствующей сферой регулировочной гайки 17. Кожух своим фланцем крепится болтами 6 и 23 к маховику 2, соединенному с коленчатым валом 1 двигателя. Маховик и нажимной диск 3, являющиеся ведущей частью сцепления, обычно изготавливаются из чугуна и имеют тщательно обработанную торцевую поверхность, соприкасающуюся с поверхностью трения ведомого диска 26.

Противоположная сторона нажимного диска имеет ребра для уменьшения его коробления и лучшего отвода теплоты, приливы для связи с наружными концами выключающих рычагов, которые обычно устанавливаются на осях с помощью игольчатых подшипников 22, что уменьшает потери на трение в механизме выключения. На этой же стороне нажимного диска имеются, бобышки, на которые устанавливаются периферийные нажимные пружины сцепления. Толщина нажимного диска должна обеспечивать определенную теплоемкость диска во избежание его перегрева при кратковременной пробуксовке сцепления. По внешней окружности диска располагаются устройства, создающие его тангенциальную связь с кожухом сцепления, но допускающие осевое перемещение при включении и выключении сцепления. Эти устройства в разных сцеплениях могут иметь различное конструктивное исполнение: упругие тангенциальные пластины 4 с втулками 5; пазы и выступы соответственно в кожухе и на диске; пальцы, закрепленные в кожухе и маховике и пропущенные в отверстия в диске.

Кожух в сборе с нажимным диском, рычагами и пружинами тщательно балансируется.

Выключающие рычаги (стальные штампованные) изготавливаются жесткими, если в ведомом диске предусмотрены устройства, уменьшающие резкость включения сцепления, или упругими (например, в виде диафрагменной центральной пружины), когда такие устройства не предусмотрены. Потери на трение в механизме выключения минимальны, когда обе оси качания каждого выключающего рычага установлены на игольчатых подшипниках. При этом ось качания рычага, установленная в вилке кожуха, может при повороте рычага перемещаться относительно кожуха за счет упругой опорной пластины 19 и сферических поверхностей гайки на вилке 18 и гнезда, в отверстии кожуха.

Рис. Устройство однодискового сцепления:1 — коленчатый вал; 2 — маховик; 3 — нажимной диск; 4 — упругая пластина; 5 — втулка пружинных пластин; 6 — болт крепления пластин; 7 — нажимная пружина; 8 — картер сцепления; 9 — кожух сцепления; 10 — теплоизолирующая прокладка нажимной пружины; 11 — подшипник выключения сцепления; 12 — муфта подшипника; 13 — оттяжная пружина муфты; 14 — направляющая муфты; 15 — вилка выключения сцепления; 16 — рычаг выключения сцепления; 17 — регулировочная гайка вилки; 18 — вилка; 19 — опорная пластина регулировочной гайки; 20 — пальцы; 21 — крышка картера сцепления; 22 — игольчатые подшипники; 23 — болт крепления кожуха сцепления к маховику; 24 — пробка со шплинтом; 25 — щиток маслосборника; 26 — ведомый диск сцепления; 27 — масленка для смазывания переднего подшипника ведущего вала коробки передач; 28 — прокладка; 29 — щиток; 30 — ведущий вал коробки передач; 31 — передний подшипник ведущего вала коробки передач; 32 — масленка для смазывания вилки выключения сцепления; 33 — прокладка фланца; 34 — уплотнительное кольцо

В некоторых случаях кронштейны осей качания выключающих рычагов крепятся к кожуху жестко. Тогда для обеспечения поворота рычагов вместо игольчатого подшипника в вилке устанавливаются вдоль оси качания два цилиндрических ролика; иногда один из них имеет продольную лыску. Эти ролики, перекатываясь один по другому, обеспечивают некоторое смещение оси качания при повороте рычага. Регулировка положения внутренних концов выключающих рычагов в одной, перпендикулярной оси вращения, плоскости осуществляется либо гайками со сферической поверхностью, либо (при их отсутствии) специальными регулировочными винтами со сферическими головками, соприкасающимися при выключении сцепления с торцевой поверхностью муфты 12 выжимного подшипника выключения. В отрегулированном положении гайка и винты надежно фиксируются стопорными устройствами. В различных конструкциях сцеплений число выключающих рычагов колеблется от 3 до 20.

Пружины сцепления изготавливают из высококачественной пружинной стали и подвергают термической обработке. Пружины в частично сжатом состоянии устанавливают между кожухом и нажимным диском сцепления, обеспечивая прижатие трущихся поверхностей ведущих и ведомых частей сцепления во включенном состоянии. При выключении сцепления, когда пружины максимально сжаты, усилие их возрастает на 15…20%. В постоянно замкнутых сцеплениях усилие нажимных пружин во включенном, а в некоторых конструкциях и в выключенном состоянии замыкается внутри сцепления и не передается на подшипники валов. Под каждую пружину со стороны нажимного диска подложена теплоизолирующая прокладка 10 для предохранения пружин от нагрева и ухудшения их упругих свойств при сильном нагревании нажимного диска во время буксования сцепления.

Ведомый диск 26 сцепления через ступицу передает при включенном сцеплении вращающий момент двигателя на ведущий вал 30 коробки передач. Для увеличения силы трения к ведомому диску с обеих сторон прикреплены кольцевые накладки из фрикционного материала с большим коэффициентом трения. Диск соединен со ступицей заклепками или через детали гасителя крутильных колебаний. Обычно ведомый диск имеет радиальные прорези для уменьшения коробления.

Для увеличения плавности включения однодискового сцепления в ряде конструкций применяется так называемый пружинящий ведомый диск, когда к центральному плоскому диску приклепан рад секторов из листовой пружинной стали (секторы выполнены не плоскими, а изогнутыми). К секторам приклепываются фрикционные накладки. При включении сцепления по мере увеличения силы нажатия секторы диска постепенно выпрямляются и при полном включении сцепления принимают плоскую форму. Благодаря такой конструкции ведомого диска сила нажатия, а следовательно, и передаваемый вращающий момент возрастают постепенно, чем и обеспечивается плавное включение сцепления.

В других конструкциях между диском и фрикционными накладками устанавливаются фрикционные пластинчатые пружины, которые также увеличивают плавность включения сцепления.

Материалом для фрикционных накладок служит спрессованная при высокой температуре смесь из асбеста, наполнителя (медная проволока, железный порошок) и связующего вещества (синтетические смолы, каучук, бакелит).

В настоящее время все более широкое применение находят безасбестовые фрикционные материалы в связи с обнаруженной канцерогенностью асбеста. В качестве его заменителя используются синтетические арамидные волокна типа «Кевлар», стекло, керамика, борные и углеродные соединения, базальт, слюда, валлостонит и металлическое стальное волокно.

Коэффициент трения по чугуну применяемых фрикционных накладок составляет 0,25…0,40. На наружной поверхности накладок выполняют радиальные и спиральные канавки, способствующие вентиляционному охлаждению дисков и удалению продуктов износа.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Фрикционные двухдисковые сцепления

содержание   ..  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..

28.3.

Фрикционные двухдисковые сцепления

            Двухдисковым называется сцепление, в котором для передачи крутящего момента применяются два ведомых диска. Двухдисковое сцепление при сравнительно небольших размерах позволяет передавать крутящий момент большой величины. Поэтому двухдисковые сцепления применяются на грузовых автомобилях большой грузоподъемности. В двухдисковом сцеплении (рис. 4.14) ведущими деталями являются маховик 13 двигателя, кожух 7, нажимной диск 8 и ведущий диск 11, ведомыми — ведомые диски 9 и 12, деталями включения — пружины 6, деталями выключения — рычаги 4 и муфта выключения 5 с выжимным подшипником.

Рис. 4.14. Двухдисковое фрикционное сцепление: 1, 6 — пружины; 2 — болт; 3, 10 — пальцы; 4 — рычаг; 5 — муфта; 7 — кожух; 8 — нажимной диск;

                     9, 12 — ведомые диски; 11 — ведущий диск; 13 — маховик

В двухдисковых сцеплениях сжатие ведущих и ведомых деталей может производиться несколькими цилиндрическими пружинами, равномерно расположенными в один или два ряда по периферии нажимного диска. Сжатие также может осуществляться одной центральной конической пружиной.

            Двухдисковые сцепления могут иметь механические и гидравлические приводы. Для облегчения управлением двухдисковым сцеплением в приводе устанавливаются пневматические усилители, значительно снижающие максимальное усилие выключения сцепления, они сложнее по конструкции и имеют большую массу.

            Двухдисковые сцепления с периферийными пружинами. На рис. 4.15, а представлено сцепление грузовых автомобилей КамАЗ. Сцепление — двухдисковое, фрикционное, сухое, с периферийными пружинами и гидравлическим приводом. Ведущими в сцеплении являются маховик 7, средний ведущий диск 12, нажимной диск 11 и кожух 10, а ведомыми — диски 3 с гасителями 2 крутильных колебаний. Усилие, сжимающее ведущие и ведомые диски, создается пружинами 9. Крутящий момент от двигателя передается нажимному и среднему ведущему дискам через выступы, выполненные на их наружных поверхностях, входящие в четыре продольных паза на маховике.

            Привод сцепления — гидравлический с пневматическим усилителем. Привод (рис. 4.15, б) включает в себя педаль 14, главный цилиндр 15, рабочий цилиндр 23, пневматический усилитель 19, следящее устройство 20, вилку и муфту выключения с подшипником, трубопроводы 18 и шланги для подачи рабочей жидкости от главного цилиндра к рабочему и воздухопровод 21 для подачи воздуха в пневмоусилитель.

Рис. 4.15. Сцепление (а) и привод   (6) сцепления грузовых  автомобилей КамАЗ:

1 — маховик; 2 — гаситель; 3 — ведомые диски; 4 — рычажный механизм; 5 — рычаг; 6- подшипник; 7— муфта; 8— кольцо; 9— пружина; 10- кожух; 11 — нажимной диск; 12 — ведущий диск; 13, 16 — рычаги; 14 — педаль; 15,' 23 — цилиндры; 17, 22 — штоки; 18 — трубопровод; 19 — пневмоусилитель;

                              20 — следящее устройство; 21 — воздухопровод

При выключении сцепления усилие от педали 14 через рычаг 16 и шток 17 передается поршню главного цилиндра 15, из которого рабочая жидкость под давлением по трубопроводам 18 одновременно поступает в рабочий цилиндр 23 и корпус следящего устройства 20.

            Следящее устройство обеспечивает при этом поступление сжатого воздуха в пневмоусилитель 19 из воздухопровода 21. Оно автоматически изменяет давление воздуха в пневмоусилителе пропорционально усилию на педали сцепления. Суммарное усилие, создаваемое давлением воздуха в пневмоусилителе 19 и давлением жидкости в рабочем цилиндре 23, передается через шток 22 на вилку выключения сцепления и от нее — на муфту выключения с выжимным подшипником. Установка пневматического усилителя в гидравлическом при­воде позволяет значительно облегчить управление сцеплением — его выключение и удержание в выключенном состоянии.

            Пневматический усилитель (рис. 4.17) гидропривода сцепления объединяет в себе рабочий цилиндр выключения сцепления с поршнем 2 и следящее устройство с поршнем 3, диафрагмой 4 и клапанами 5управления (впускным и выпускным). Работает пневматический усилитель следующим образом. При нажатии на педаль сцепления рабочая жидкость воздействует на поршни 2 и 3, которые перемещаются. Поршень 3 прогибает диафрагму с седлом клапанов 5 управления. При этом выпускной клапан закрывается и открывается впускной клапан.

Рис. 4.17. Пневмоусилитель гидропривода сцепления грузовых автомобилей

          КамАЗ: 1 — шток; 2, 3, 6 — поршни; 4 -диафрагма;  5 — клапаны

Сжатый воздух через впускной клапан поступает в пневматический цилиндр усилителя и действует на поршень 6, который перемещается, оказывая дополнительное воздействие на шток 1 выключения сцепления. При отпускании педали сцепления давление жидкости на поршни 2 и 3 прекращается, они возвращаются в исходное положение под действием пружин. При этом закрывается впускной и открывается выпускной клапан, через который сжатый воздух из пневмоусилителя выходит в окружающую среду, а поршень 6 перемещается в исходное положение.

содержание   ..  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..

zinref.ru

1.3. Сцепление. (Для сам. работы)

Рисунок 2 ‑ Однодисковое фрикционное сцепление:

а ‑ включено; б ‑ выключено; 1 ‑ кожух; 2 ‑ нажимной диск; 3 ‑ маховик; 4 ‑ ведомый диск; 5 ‑ пластина; 6 ‑ пружина; 7 ‑ подшипник; 8 ‑ педаль; 9 ‑ вал; 10 ‑ тяга; 11 ‑ вилка; 12 ‑ рычаг

Кожух 1 прикреплен болтами к маховику. Нажимной диск 2 соединен с кожухом упругими пластинами 5, которые обеспечивают передачу крутящего момента от кожуха на нажимной диск и осевое перемещение нажимного диска при включении и выключении сцепления. Ведомый диск установлен на шлицах первичного (ведущего) вала 9 коробки передач.

При отпущенной педали 8 сцепление включено, так как ведомый диск 4 прижат к маховику 3 нажимным диском 2 усилием пружин 6. Сцепление передает крутящий момент от ведущих деталей к ведомым через поверхности трения ведомого диска с маховиком и нажимным диском. При нажатии на педаль (рис. 2.2, б) сцепление выключается, так как муфта с выжимным подшипником 7 перемещается к маховику, поворачивает рычаги 12, которые отодвигают нажимной диск 2 от ведомого диска 4. В этом случае ведущие и ведомые детали сцепления разъединены, и сцепление не передает крутящий момент.

Однодисковые сцепления просты по конструкции, дешевы в изготовлении, надежны в работе, обеспечивают хороший отвод теплоты от трущихся поверхностей, чистоту выключения и плавность включения. Они удобны в обслуживании при эксплуатации и ремонте.

В однодисковых сцеплениях сжатие ведущих и ведомых деталей может производиться несколькими цилиндрическими пружинами, равномерно расположенными по периферии нажимного диска. Оно также может осуществляться одной диафрагменной пружиной или конусной пружиной, установленной в центре нажимного диска.

Сцепление с периферийными пружинами несколько сложнее по конструкции (большое число пружин). Кроме того, поломка одной из пружин в эксплуатации может быть не замечена, что приведет к повышенному износу сцепления.

Сцепление с одной центральной пружиной проще по конструкции и надежнее в эксплуатации. При центральной диафрагменной пружине сцепление имеет меньшую массу и размеры, а также меньшее число деталей, так как пружина кроме своей функции выполняет еще и функцию рычагов выключения сцепления. Кроме того, она обеспечивает равномерное распределение усилия на нажимной диск. Сцепления с центральной диафрагменной пружиной применяются на легковых автомобилях из-за трудности изготовления пружин с большим нажимным усилием при малых размерах сцепления.

Преимуществом сцепления с центральной конической пружиной является то, что нажимная пружина не соприкасается с нажимным диском и поэтому при работе сцепления меньше нагревается и дольше сохраняет свои упругие свойства. Кроме того, благодаря конструкции нажимного механизма сцепление может передавать большой крутящий момент при сравнительно небольшой силе пружины. Такие сцепления применяются на грузовых автомобилях большой грузоподъемности.

Двухдисковое сухое сцепление. Двухдисковым называется сцепление, в котором для передачи крутящего момента применяются два ведомых диска.

Двухдисковое сцепление при сравнительно небольших размерах позволяет передавать значительный крутящий момент. Поэтому двухдисковые сцепления применяются на грузовых автомобилях большой грузоподъемности и автобусах большой вместимости.

В двухдисковом сцеплении (рис. 3) ведущими деталями являются маховик 13 двигателя, кожух 7, нажимной диск 8 и ведущий диск 11, ведомыми ‑ ведомые диски 9 и 12, деталями включения ‑ пружины 6, деталями выключения ‑ рычаги 4 и муфта выключения 5 с выжимным подшипником.

Кожух 7 прикреплен к маховику 13 и связан с нажимным 8 и ведущим 11 дисками направляющими пальцами 10, которые входят в пазы дисков. Вследствие этого нажимной и ведущий диски могут свободно перемещаться в осевом направлении и передавать крутящий момент от маховика на ведомые диски, установленные на шлицах первичного вала коробки передач.

При включенном сцеплении пружины 6 действуют на нажимной диск, зажимая между ним и маховиком двигателя ведущий и ведомые диски. При выключении сцепления муфта 5 давит на рычаги 4, которые через оттяжные пальцы 3 отводят нажимной диск от маховика двигателя. При этом между маховиком, ведомыми, ведущим и нажимным дисками создаются необходимые зазоры, чему способствуют отжимные пружины 1 и регулировочные болты 2.

Рисунок 3 ‑ Двухдисковое фрикционное сцепление: 1, 6 ‑ пружины; 2 ‑ болт; 3, 10 ‑ пальцы; 4 ‑ рычаг; 5 ‑ муфта; 7 ‑ кожух; 8 ‑ нажимной диск; 9, 12 ‑ ведомые диски; 11 ‑ ведущий диск; 13 ‑ маховик

В двухдисковых сцеплениях сжатие ведущих и ведомых деталей может производиться несколькими цилиндрическими пружинами, равномерно расположенными в один или два ряда по периферии нажимного диска. Сжатие также может осуществляться одной центральной конической пружиной. Двухдисковые сцепления сложнее по конструкции, чем однодисковые сцепления, и имеют большую массу.

Многодисковое сухое сцепление. Многодисковым называется сцепление, в котором для передачи крутящего момента применяется несколько ведомых дисков.

Многодисковое сцепление имеет большое число поверхностей трения, обеспечивает высокую плавность включения и передачу особенно большого крутящего момента при небольших размерах. По сравнению с однодисковым и двухдисковым сцеплениями многодисковое сложнее по конструкции, не обеспечивает чистоту выключения, имеет большой момент инерции ведомых частей, что затрудняет переключение передач и увеличивает возникающую при этом ударную нагрузку между переключаемыми деталями коробки передач. Кроме того, у многодискового сцепления худшее тепловое состояние, так как ведущие диски имеют небольшую толщину (не более 4 мм) и поэтому быстро перегреваются. Вследствие этого может быть нарушена стабильная и надежная работа сцепления. В связи с указанными недостатками многодисковые сцепления распространения на автомобилях почти не получили.

Принципиальная схема многодискового фрикционного сцепления показана на рис. 4. Ведущими деталями многодискового сцепления являются маховик 1 двигателя, ведущий барабан 2 и ведущие диски 3, ведомыми ‑ ведомый барабан 4 и ведомые диски 5, деталями включения ‑ центральная цилиндрическая пружина 10, деталями выключения ‑ муфта выключения с выжимным подшипником 8. Крышка 6, опорная тарелка 11 и соединительные болты 7 выполняют функции деталей включения и выключения сцепления.

Рисунок 4 ‑ Многодисковое сцепление: 1 ‑ маховик; 2 ‑ ведущий барабан; 3 ‑ ведущие диски; 4 ‑ ведомый барабан; 5 ‑ ведомые диски; 6 ‑ крышка; 7 ‑ болт; 8 ‑ подшипник; 9 ‑ вал; 10 ‑ пружина; 11 – тарелка

Ведущий барабан 2 соединен с маховиком 1 двигателя, а ведомый барабан 4 связан с ведущим валом 9 коробки передач. Ведущие 3 и ведомые 5 диски поочередно установлены между барабанами сцепления. Они прижимаются один к другому, а также к фланцу ведомого барабана при помощи крышки 6 центральной цилиндрической пружиной 10. Нажимная пружина размещена внутри ведомого барабана между его днищем и опорной тарелкой 11. В тарелку ввернуты болты 7, которые соединяют ее с крышкой 6. Болты проходят сквозь отверстия, выполненные специально для них в днище ведомого барабана 4 и крышке 6. Это обеспечивает давление пружины 10 на крышку 6 и сжатие ведущих и ведомых дисков сцепления. Ведущие и ведомые диски соединены со своими барабанами таким образом, что они могут перемещаться в осевом направлении, но вращаться с барабанами только как одно целое.

При включенном сцеплении крутящий момент двигателя от маховика передается к ведущему валу 9 коробки передач последовательно через ведущий барабан 2, ведущие диски 3, ведомые диски 5 и ведомый барабан 4. При выключении сцепления муфта выключения с подшипником перемещается в сторону от маховика 1, подшипник воздействует на крышку 6 и перемещает ее также от маховика. При этом усилие от крышки через болты 7 передается на опорную тарелку 711 и пружина 10сжимается. В результате сжатие ведущих и ведомых дисков сцепления прекращается, и они отходят друг от друга. Сцепление выключается, и крутящий момент не передается. При включении сцепления отпускается педаль управления, пружина 10 перемещает тарелку 11 к маховику и через болты 7 и крышку 6 сжимает ведущие и ведомые диски. Сцепление включается и передает крутящий момент от двигателя на трансмиссию.

Привод управления сцеплением

Привод сцепления служит для управления сцеплением, т. е. для его включения, выключения и удержания в выключенном состоянии.

Привод сцепления может быть механический, гидравлический, пневматический, электромагнитный, автоматический и неавтоматический.

Привод сцепления должен обеспечивать удобство управления, легкость управления, удобство компоновки, доступность, простоту и легкость регулировки, а также иметь высокий КПД.

Удобство управления сцеплением достигается ограничением полного хода педали сцепления, наибольшее значение которого не должно превышать 150...180 мм. Такой ход педали обеспечивается путем применения ограничителя, предотвращающего сильное нагружение рычагов выключения сцепления при большом усилии на педали.

Легкость управления сцеплением обеспечивается ограничением усилия, прилагаемого к педали управления при выключении сцепления. Усилие на педали должно быть не более 200 Н. Для уменьшения усилия применяются усилители привода сцепления.

Высокий КПД и удобство компоновки достигаются путем применения привода управления соответствующей конструкции.

Доступность, простота и легкость регулировки привода обеспечивается его компоновкой и конструкцией. Регулировкой привода достигается чистое выключение и полное включение сцепления, а также сохраняется постоянное усилие нажимных пружин по мере изнашивания фрикционных накладок ведомого диска сцепления в процессе эксплуатации.

На автомобилях наибольшее применение получили механические и гидравлические приводы сцеплений. Для облегчения управления сцеплением в приводах часто используют механические усилители в виде сервопружин, а также пневматические и вакуумные усилители. Например, сервопружины уменьшают усилие выключения сцепления на 20...40%.

Механический привод сцепления. Механический привод представляет собой систему тяг и рычагов, передающих усилие от водителя к рычагам выключения сцепления. В привод (рис. 5, а) входят педаль 6, тяга 5, вилка выключения 4 и муфта выключения сцепления с выжимным подшипником 3. При выключении сцепления при нажатии на педаль 6 усилие передается на вилку 4 и от нее на муфту с подшипником 3. Муфта перемещается и подшипник нажимает на внутренние концы рычагов выключения 2, которые отводят своими наружными концами нажимной диск 1 от ведомого диска. При этом сцепление выключается и не передает крутящий момент.

Механический привод по сравнению с гидравлическим проще по конструкции и надежнее в работе. Однако механический привод имеет меньший КПД, обеспечивает худшую изоляцию кабины или салона кузова в месте установки педали сцепления. При механическом приводе сложнее осуществлять передачу усилия от педали управления к сцеплению, так как двигатель устанавливается на упругих опорах и может иметь перекосы относительно несущей системы автомобиля (рамы, кузова) при движении, оказывающие влияние на нормальную работу сцепления.

Рисунок 5 ‑ Приводы сцеплений: а ‑ механический; б ‑ гидравлический; 1 ‑ нажимной диск; 2 ‑ рычаг; 3 ‑ подшипник; 4 ‑ вилка; 5 ‑ тяга; 6 ‑ педаль; 7, 9 ‑ цилиндры; 8 ‑ трубопровод

Гидравлический привод сцепления. Гидравлический привод передает усилие от педали управления к рычагам выключения сцепления при помощи гидростатического напора жидкости. При выключении сцепления (рис. 5, б) усилие от педали 6 через толкатель передается на поршень главного цилиндра 9, жидкость из которого через трубопровод 8 поступает в рабочий цилиндр 7. Поршень рабочего цилиндра через шток поворачивает на шаровой опоре вилку 4 выключения сцепления, которая перемещает муфту выключения с выжимным подшипником 3. Подшипник давит на внутренние концы рычагов выключения 2, которые отводят нажимной диск 1 от ведомого диска сцепления. Сцепление выключается и крутящий момент через него не передается.

Гидравлический привод имеет больший КПД, чем механический, обеспечивает удобство управления и более плавное включение сцепления, а также уменьшает усилие выключения сцепления. Привод позволяет ограничивать скорость перемещения нажимного диска при резком включении сцепления, что дает возможность уменьшить динамическое нагружение механизмов трансмиссии. Он обладает большой жесткостью, что обеспечивает уменьшение свободного хода педали управления, более удобен при компоновке, для дистанционного управления при значительном удалении сцепления от места водителя и для автомобилей с опрокидывающейся кабиной.

При гидравлическом приводе устраняется влияние перекосов двигателя относительно рамы (кузова) на работу сцепления, уменьшается трение в приводе, улучшается герметичность кабины и салона кузова. Однако гидравлический привод сложнее по конструкции и в обслуживании, менее надежен в работе, более дорогостоящий и требует больших затрат при обслуживании в эксплуатации.

Элементы приводов сцеплений. Рассмотрим основные элементы приводов сцеплений.

Педаль сцепления. Она может быть верхней и нижней. Верхняя педаль имеет нижнюю опору (рис. 5, а) и обычно применяется для механического привода сцепления. Нижняя педаль имеет верхнюю опору (рис. 5, б) и применяется для гидравлического привода сцепления. Иногда нижнюю педаль используют и в механическом приводе сцепления.

Педаль сцепления изготавливают литьем из ковкого чугуна КЧ 35 или штампуют из сталей марок 30 и 35.

Вилка выключения сцепления. Она может быть изготовлена как одно целое с рычагом привода и опираться на шаровую опору. В этом случае вилку штампуют из листовой стали 20. Вилка может быть выполнена отдельно или вместе с валом, установленным во втулках картера сцепления. При таких конструкциях вилку выключения штампуют из сталей марок 30 и 35.

Выжимной подшипник муфты выключения сцепления. Подшипник выполняется закрытым и герметичным. Смазочный материал в него закладывают при сборке, и в процессе эксплуатации смазывания подшипника не требуется. При управлении сцеплением подшипник может воздействовать непосредственно на внутренние концы рычагов выключения или через опорное кольцо, прикрепленное к концам рычагов выключения. В сцеплениях с диафрагменной пружиной подшипник при управлении сцеплением упирается в концы лепестков пружины через фрикционное кольцо, связанное с кожухом сцепления упругими пластинами, которые позволяют кольцу перемещаться в осевом направлении при включении и выключении сцепления.

Усилители привода сцепления. Усилители применяются для облегчения работы водителя по управлению сцеплением. В приводах сцеплений наибольшее распространение получили пружинные и пневматические усилители.

На рис. 6 показан пружинный усилитель, установленный в гидравлическом приводе сцепления. Усилитель представляет собой сервопружину 2 которая передним концом соединена с педалью 4 сцепления, а задним прикреплена к кронштейну 1 педали.

Рисунок 6 ‑ Пружинный усилитель (а) и изменение усилия (б) на педали сцепления: 1 ‑ кронштейн; 2 ‑ сервопружина; 3 ‑ оттяжная пружина; 4 ‑ педаль

При включенном сцеплении, когда усилие на педали отсутствует, ось сервопружины 2 располагается ниже оси поворота педали. В этом случае усилие сервопружины суммируется с усилием оттяжной пружины 3, удерживающей педаль сцепления в исходном положении.

При выключении сцепления при перемещении педали передний конец сервопружины 2 поднимается и ее ось располагается выше оси поворота педали. Вследствие этого на педали создается момент, уменьшающий усилие, необходимое для удержания сцепления в выключенном состоянии.

График, представленный на рис. 6, б, иллюстрирует изменение усилия Рпед на педали во время выключения сцепления при наличии пружинного усилителя в приводе и без него. На графике точка а соответствует усилию на педали при выключенном сцеплении без усилителя привода, точка ах — при наличии в приводе усилителя. Из графика видно, что для удержания педали в выключенном положении при усилителе требуется значительно меньшее усилие (примерно на 40 %), чем без усилителя.

Пневматический усилитель привода сцепления обычно применяется на автомобилях большой грузоподъемности.

На рис. 7 представлен график изменения усилия R на штоке вилки выключения сцепления в зависимости от усилия Рпед на педали управления в гидравлическом приводе сцепления при действии пневматического усилителя и без него.

При включенном сцеплении, когда нет усилия на педали управления, усилие на вилке выключения сцепления также отсутствует.

При выключенном сцеплении при не работающем пневмоусилителе усилие на штоке вилки выключения R1 зависит только от давления в гидроприводе. При выключенном сцеплении при работающем пневмоусилителе, который вступает в работу при усилии R1 на педали, усилие R2 на штоке вилки выключения существенно возрастает. При этом полное усилие R на штоке вилки выключения равно сумме усилий, создаваемых на штоке гидроприводом и пневмоусилителем:

R = Rl + R2.

Полное усилие R будет увеличиваться пока давление сжатого воздуха не достигнет максимального значения. Дальнейшее повышение усилия на штоке вилки выключения может быть достигнуто только при увеличении усилия на педали сцепления.

Автоматический привод сцепления. В условиях города с интенсивным движением транспорта водителю автомобиля приходится выключать сцепление до 600 раз на 100 км пути, что очень усложняет его работу по управлению автомобилем.

Сцепление с автоматическим управлением полностью освобождает водителя от физических усилий. При таком сцеплении отсутствует педаль в приводе, и автомобили называются автомобилями с двухпедальным управлением (тормозная педаль и педаль подачи топлива).

Определенный интерес представляют конструкции сцепления и привода, в которых сцепление фрикционное, а автоматическое управление сцеплением осуществляется специальным оборудованием.

На рис. 8 представлена схема электровакуумного автоматического привода сцепления. Специальное оборудование сцепления включает в себя вакуумный цилиндр 2 с поршнем 3 и штоком 1, клапанное устройство 8 с вакуумным клапаном 7, электромагнитом 5, якорем 4 и седлами 6 и 9. В оборудование также входит блок управления 10, регулирующий силу тока генератора 11, поступающего в обмотку электромагнита 5 в зависимости от угловой скорости коленчатого вала двигателя.

Дополнительное оборудование обеспечивает автоматическое управление фрикционным сцеплением 15. При включенном сцеплении ток не поступает в обмотки электромагнита 5 и якорь 4 пружиной штока 7 сдвинут в положение, при котором седло 9 закрывает центральное отверстие клапана 7, связывающего цилиндр 2 с впускным трубопроводом двигателя через вывод ІІІ. В этом случае полости А и Б вакуумного цилиндра сообщаются с окружающим воздухом через выводы І и ІІ и в полостях сохраняется одинаковое давление воздуха.

Рисунок 8 ‑ Электровакуумный автоматический привод сцепления: 1 ‑ шток; 2 ‑ цилиндр; 3 ‑ поршень; 4 ‑ якорь; 5 ‑ электромагнит; 6, 9 ‑ седла; 7 ‑ клапан; 8 ‑ клапанное устройство; 10 ‑ блок управления; 11 ‑ генератор; 12 ‑ пружина; 13 ‑ рычаг; 14 ‑ гидропривод; 15 ‑ сцепление; I – ІІІ ‑ выводы; А, Б ‑ полости

При воздействии на рычаг управления коробкой передач электрическая цепь электровакуумного привода замыкается, ток поступает в обмотки электромагнита 5, внутрь него втягивается якорь 4 с седлом 9, открывается центральное отверстие клапана 7 и полость Б цилиндра 2 сообщается с впускным трубопроводом двигателя через вывод ІІІ. Одновременно клапан 7 садится на седло 6, перекрывает вывод ІІ и прерывает связь полости Б вакуумного цилиндра с окружающим воздухом. Под действием разности давления воздуха в полостях А и Б цилиндра 2 поршень 3 перемещается и через рычаг 13 и гидравлический привод 14 выключает сцепление 15, позволяя включить необходимую передачу в коробке передач. При максимальной силе тока в обмотках электромагнита 5 сцепление выключено полностью, а при уменьшении силы тока ‑ оно постепенно включается. Сила тока зависит от угловой скорости коленчатого вала двигателя. При увеличении угловой скорости разрежение уменьшается. При этом блок управления 10 уменьшает силу тока в обмотках электромагнита. Регулирование разрежения и силы тока обеспечивает плавное увеличение момента сцепления и плавное трогание автомобиля с места, а также позволяет поддерживать необходимый режим, при котором сцепление включено неполностью (пробуксовывает).

Степень пробуксовывания сцепления зависит от положения штока 1, внутри которого находится пружина 12 обратной связи. Так, при заданной угловой скорости коленчатого вала двигателя наступает равновесие между электромагнитной силой, действующей на якорь 4, и силой пружины 12. В этом случае клапан 7 садится на седло 9 якоря 4 и седло 6, прерывая связь полости Б цилиндра 2 с впускным трубопроводом двигателя (вывод ІІІ) и с окружающим воздухом (вывод ІІ).

Автоматический электровакуумный привод сцепления уменьшает время разгона автомобиля и может быть установлен на автомобиле без нарушения его компоновки. Педальный привод сцепления можно использовать, например, при пуске двигателя буксированием автомобиля. При применении педального привода автоматический электровакуумный привод сцепления выключается.

Конструкции сцеплений и приводов управления

Однодисковое сцепление с периферийными пружинами. Сцепления такого типа получили широкое применение на легковых и грузовых автомобилях, а также на автобусах.

На рис. 9 представлено сцепление грузовых автомобилей ЗИЛ. Сцепление постоянно замкнутое, фрикционное, сухое, однодисковое, с периферийными пружинами и с механическим приводом.

Сцепление находится в чугунном картере 7, прикрепленном к двигателю. К маховику 7 двигателя болтами присоединен стальной штампованный кожух 13 сцепления. Чугунный нажимной диск 2 соединен с кожухом четырьмя парами пластинчатых пружин 15, передающих крутящий момент с кожуха на нажимной диск. Между кожухом и нажимным диском равномерно размещены по окружности шестнадцать цилиндрических нажимных пружин 14, каждая из которых центрируется специальными выступами, выполненными на нажимном диске и кожухе. Между нажимным диском и пружинами установлены теплоизолирующие шайбы, которые уменьшают нагрев пружин при работе сцепления и исключают потерю пружинами упругих свойств при нагреве. Четыре рычага 5 выключения сцепления при помощи осей с игольчатыми подшипниками 8 соединены с нажимным диском и вилками 6. Опорами вилок на кожухе служат сферические гайки, обеспечивающие вилкам возможность совершать качательное движение при перемещении нажимного диска. При сборке сцепления этими гайками регулируют положение рычагов выключения сцепления.

Муфта 11 выключения сцепления имеет неразборный выжимной подшипник 9 с постоянным запасом смазочного материала, который не пополняется в процессе эксплуатации.

В ведомом диске сцепления находится пружинно-фрикционный гаситель крутильных колебаний. К тонкому стальному ведомому диску 3 с обеих сторон приклепаны фрикционные накладки из прессованной металлоасбестовой композиции. Диск соединен со ступицей 24 при помощи восьми пружин 28 гасителя крутильных колебаний. Ступица установлена на шлицах первичного вала 4 коробки передач. Пружины 28 установлены с предварительным сжатием в совмещенных и расположенных по окружности прямоугольных окнах дисков 23, 27 и фланца ступицы 24 ведомого диска. При такой установке пружин ведомый диск 3 может поворачиваться в обе стороны относительно ступицы 24 на определенный угол, сжимая при этом пружины 28. Угол поворота ведомого диска ограничивается сжатием пружин до соприкосновения их витков.

Рисунок 9 ‑ Сцепление (а), привод (б) и детали (в) сцепления грузовых автомобилей ЗИЛ: 1 ‑ маховик; 2 ‑ нажимной диск; 3 ‑ ведомый диск; 4, 19 ‑ валы; 5, 18, 21 ‑ рычаги; 6, 12 ‑ вилки; 7 ‑ картер; 8, 9 ‑ подшипники; 10, 14, 17, 28 ‑ пружины; 11 ‑ муфта; 13 ‑ кожух; 15 ‑ пластинчатая пружина; 16 ‑ педаль; 20 ‑ тяга; 22 ‑ гайка; 23, 27 ‑ диски; 24 ‑ ступица; 25 ‑ пластина; 26 ‑ маслоотражатель

Диск 23 приклепан к ступице вместе с маслоотражателями 26 и прижат к фрикционным пластинам 25, которые закреплены на диске 27, приклепанном к ведомому диску 3. При перемещениях ведомого диска относительно его ступицы вследствие действия крутильных колебаний, возникающих в трансмиссии при резких изменениях частоты вращения деталей, за счет трения между дисками и фрикционными пластинами 25 происходит гашение крутильных колебаний, энергия которых превращается в теплоту и рассеивается в окружающую среду. Пружины 28 гасителя снижают частоту колебаний деталей трансмиссии, не дают им совпадать с частотой крутильных колебаний и исключают резонансные явления в трансмиссии. Кроме того, при возрастании крутящего момента пружины обеспечивают плавное его увеличение в момент начала движения автомобиля или при переключении передач, что обеспечивает плавность включения сцепления даже при резком отпускании педали сцепления. Гаситель крутильных колебаний повышает долговечность механизмов трансмиссии.

Привод сцепления механический. В привод входят педаль 16 с валом 19, рычаги 18 и 21, регулировочная тяга 20 и вилка 12 выключения сцепления.

При нажатии на педаль поворачивается вал 19 и через рычаги и тягу действует на вилку 12, а она ‑ на муфту выключения 11 с выжимным подшипником 9. Муфта с подшипником перемещается и нажимает на внутренние концы рычагов 5, которые отводят своими наружными концами нажимной диск от ведомого. При этом нажимные пружины 14 сжимаются. Сцепление выключено, и крутящий момент от двигателя к трансмиссии не передается.

После отпускания педали муфта выключения с подшипником возвращаются в исходное положение под действием соответственно пружин 10 и 17. При этом под действием нажимных пружин 14 нажимной диск прижимается к маховику. Сцепление включено, и крутящий момент передается от двигателя к трансмиссии.

studfiles.net

Сцепление — Энциклопедия журнала "За рулем"

Механическая трансмиссия должна иметь возможность кратковременного разъединения от работающего двигателя. Это необходимо при остановках автомобиля и при переключении передач в механической ступенчатой коробке передач. Кроме того, при троганье автомобиля с места и переключении передач соединение вала двигателя и трансмиссии должно происходить плавно, без резких рывков. В связи с этим возникает необходимость в специальном устройстве, обеспечивающем постепенное нагружение двигателя. В качестве такого устройства обычно применяется сцепление. Использование сцепления необходимо для переключения передач т.к. если трансмиссия находится под нагрузкой крутящим моментом, переключение невозможно. Прежде чем переключить передачу, сцепление необходимо выключить.В принципе, в качестве сцепления может быть использована любая управляемая муфта. Первые автомобили были оборудованы ленточным сцеплением, в котором металлическая лента охватывала снаружи металлический барабан или прижималась к нему изнутри при помощи различных рычажных элементов. Ленточные сцепления в обычном положении были выключены и включались путем перемещения рычага в определенное положение. Основным недостатком ленточных сцеплений была необходимость в использовании сложных регулировочных узлов, компенсирующих изнашивание рабочих поверхностей.

Конусное сцепление

С появлением коробок передач со скользящими шестернями появляются сцепления конусного типа. В отличие от постоянно выключенных ленточных сцеплений конусные сцепления удерживались во включенном состоянии пружиной, а выключались, когда водитель, нажимая педаль, сжимал пружину. Именно с первых конструкций конусных пружин в практику автомобилестроения вошел принцип включения сцепления пружинами.

Сцепление конусного типа:1 — фланец коленчатого вала;2 — маховик;3 — муфта выключения сцепления;4 — педаль сцепления;5 — рычаг выключения сцепления;6 — вал сцепления;7 — кожух сцепления;8 — пружина;9 — конус сцепления;10 — фрикционная накладка

В конусных сцеплениях поверхности трения составляли угол 15° с осью конуса. Конус, представляющий собой ведомый элемент, первоначально покрывался кожей, которая требовала тщательного и трудоемкого ухода, но даже при этом быстро изнашивалась. Поэтому впоследствии стали применяться прокладки из фрикционных материалов с асбестовой основой. Маховик двигателя служил ведущим элементом сцепления — его обод изнутри имел коническую поверхность, соответствующую поверхности ведомого элемента сцепления. Ведомый элемент устанавливался на шлицах (продольных выступах) вала коробки передач с возможностью осевого перемещения для выключения сцепления. В рабочем положении конусные поверхности трения были сжаты усилием пружины. Нажатие педали сопровождалось отводом ведомой части от маховика и выключением сцепления. При работе любого сцепления важно, чтобы при его выключении ведомая часть быстро останавливалась. Главным недостатком конусного сцепления было то, что обладающий большим моментом инерции ведомый элемент долго вращался после выключения сцепления, затрудняя переключение передач.

Многодисковое сцепление

На смену конусному сцеплению пришло многодисковое сцепление, работающее в масле. Оно состояло из чередующихся стальных и бронзовых дисков, закрепленных на шлицах с ведомым и ведущим барабанами. Ведомый барабан с многочисленными ведомыми дисками также обладал большим моментом инерции, что в значительной степени затрудняло переключение передач. Кроме того, при загустевании масла в холодную погоду диски слипались и сцепление не выключалось.Следующей ступенью в развитии конструкции сцепления явилось сухое многодисковое сцепление. Ведущие диски его были снабжены накладками из фрикционного материала, приклепанного к ним с обеих сторон. Но и в этом сцеплении сохранился основной недостаток многодисковых сцеплений — большой момент инерции ведомых частей сцепления, затрудняющий переключение передач. Другим недостатком такого сцепления было то, что ведомые металлические диски, расположенные между фрикционными обшивками, обладающими низкой теплопроводностью, сильно нагревались при пробуксовке, что ускоряло износ накладок, а иногда возникало сильное коробление дисков, приводившее к нарушению чистоты выключения сцепления.С 1910 г. на автомобилях начинают применять однодисковые сцепления. Однако первые конструкции не имели фрикционных накладок, диски изготавливались из чугуна и бронзы или из чугуна и стали. Постепенно преимущества однодискового фрикционного сцепления получили всеобщее признание, и к середине 20-х гг. оно уже практически вытесняет прочие конструкции фрикционных муфт.Сейчас в трансмиссиях автомобилей все чаще применяются также сцепления, построенные на иных принципах действия: гидравлические и электромагнитные.

Гидравлическое сцепление

В гидравлическом сцеплении (гидромуфте) ведущее (насосное) лопастное колесо связано с двигателем, а ведомое (турбинное) лопастное колесо — с трансмиссией. В поперечной плоскости колеса гидромуфты имеют форму тора. В колесах имеются радиальные лопасти. Оба колеса помещены в корпусе, заполненном маслом. При вращении насосного колеса кинетическая энергия жидкости, расположенной между его лопастями и движущейся под действием центробежных сил, передается турбинному колесу. При достижении определенного числа оборотов эта энергия становится достаточной для того, чтобы автомобиль тронулся с места, а при дальнейшем увеличении числа оборотов колеса гидромуфты начинают вращаться практически с одинаковой скоростью.Гидромуфта в качестве самостоятельного агрегата, выполняющего функции сцепления в трансмиссии автомобиля, не используется, так как для обеспечения ее выключения при переключении передач необходимо создавать сложную систему ее опорожнения. Поэтому гидромуфта применяется вместе с обычным фрикционным сцеплением, которое устанавливается за ней последовательно и служит лишь для переключения передач.

Электромагнитное порошковое сцепление

Электромагнитное порошковое сцепление:А, Б, В — зазоры;1 — ведущая часть;2 — неподвижный корпус;3 — обмотка возбуждения;4 — ведомая часть

Электромагнитное порошковое сцепление получило некоторое распространение на автомобилях малого класса. Ведущим элементом сцепления является маховик с закрепленными на нем магнитопроводами с обмотками возбуждения. Ведомый диск закреплен на ведущем вале коробки передач. Между магнитопроводами и ведомым диском имеется воздушный зазор, в который вводится специальный фрикционный порошок, обладающий высокими магнитными свойствами. При отсутствии тока в обмотках возбуждения между ведущими и ведомыми элементами сцепления силовой связи нет — сцепление выключено. Если к обмоткам возбуждения подводится электрический ток, то за счет образования магнитного поля, частицы порошка выстраиваются по силовым линиям магнитного поля, и создается силовое взаимодействие между ведущими и ведомыми элементами сцепления. Силовая связь зависит от силы тока, поступающего в обмотку возбуждения. Основное достоинство такой конструкции заключается в том, что управление сцеплением можно перенести с педали сцепления на ручной, кнопочный вариант управления, что актуально для водителей с ограниченными физическими возможностями.

Однодисковое сцепление

Однодисковое сцепление:1 — картер сцепления;2 — маховик;3 — фрикционные накладки ведомого диска;4 — нажимной диск;5 — опорные кольца;6 — диафрагменная пружина;7 — подшипник выключения сцепления;8 — первичный вал коробки передач;9 — поролоновые кольца;10 — муфта выключения;11 — шаровая опора вилки;12 — кожух;13 — вилка;14 — шток рабочего цилиндра;15 — соединительная пластина;16 — рабочий цилиндр;17 — штуцер прокачки;18 — демпферная пружина;19 — ступица ведомого диска

Фрикционное однодисковое сцепление в большинстве случаев является оптимальным конструктивным решением для рассматриваемого узла трансмиссии. Оно состоит из ведущих частей: маховика, кожуха, нажимного диска, вращающегося с частотой коленчатого вала двигателя, и ведомого диска, расположенного на шлицах ведущего вала коробки передач.Кроме того, во фрикционном сцеплении выделяют группу деталей, осуществляющих включение-выключение и привод сцепления. Включение сцепления осуществляется под действием силы, создаваемой пружинами, а выключение — в результате преодоления этой силы при воздействии на педаль сцепления, которая обеспечивает перемещение выжимного подшипника.В зависимости от типа пружин, создающих сжимающие силы, фрикционные сцепления разделяются на:— сцепления с периферийными пружинами;— сцепления с центральной конической пружиной;— сцепления с диафрагменной пружиной.Большинство механических трансмиссий современных легковых автомобилей имеют сцепления с диафрагменной пружиной.На грузовых автомобилях нашли применение двухдисковые сцепления, использование которых вызвано необходимостью увеличения площади поверхностей трения без увеличения внешних размеров сцепления.

Требования к конструкции сцепления

К конструкции сцепления предъявляются определенные требования.Плавность включения. Это требование диктуется необходимостью снижения динамических нагрузок в трансмиссии при троганьи автомобиля с места и переключении передач. До недавнего времени для фрикционных сцеплений применялись в основном фрикционные накладки, в состав которых входили асбест, наполнители и связующие материалы. В настоящее время все большее распространение получают фрикционные накладки без асбеста или с минимальным его содержанием. Это связано с тем, что асбестовая пыль признана опасной для здоровья человека.Конструктивно плавность включения сцепления достигается обеспечением податливости ведомого диска. С этой целью ведомые диски легковых автомобилей выполняются разрезными, с некоторой конусностью или выпуклостью секторов. В этом случае секторы работают как пластинчатые пружины между ведомым диском и одной из фрикционных накладок. Также на плавность включения оказывает влияние упругость элементов в механизме выключения. С этих позиций сцепление с диафрагменной пружиной, у которой податливые лепестки выполняют функции рычагов выключения, предпочтительнее, чем сцепление с периферийными пружинами, у которого выключение осуществляется жесткими рычагами.

Устройство, обеспечивающее гарантированный зазор между поверхностями трения:a — рычажное;б, в — со штоком и пружиной;S — рабочий зазор

Чистота выключения. Полное отсоединение двигателя от трансмиссии достигается получением гарантированного зазора между поверхностями трения при полностью выжатой педали сцепления. Для двухдискового сцепления имеется специальное устройство для принудительного перемещения внутреннего ведущего диска в положение, при котором оба ведомых диска находятся в свободном состоянии.

Предохранение трансмиссии от динамических нагрузок. Динамические нагрузки в трансмиссии могут быть единичными (пиковыми) и периодическими. Пиковые нагрузки возникают при резком изменении угловой скорости трансмиссии, например при включении сцепления броском педали, при наезде на неровность. Чтобы не произошло поломки в трансмиссии, сцепление должно ограничить предельное значение нагрузки путем пробуксовки.

Гаситель крутильных колебаний:1 — диск;2 — ступица;3 — сухарь;4 — пружина;5 — стальная шайба;6 — фрикционная шайба

Периодические нагрузки (крутильные колебания) возникают в результате неравномерности крутящего момента двигателя. Для гашения крутильных колебаний трансмиссии в ведомом диске сцепления устанавливают гаситель крутильных колебаний. Ступица ведомого диска и сам ведомый диск связаны между собой не жестко, а через пружины гасителя. Колебания, возникающие в трансмиссии, вызывают относительное угловое смещение ведомого диска и его ступицы за счет деформации пружин гасителя, а это смещение сопровождается трением фрикционных элементов гасителя. Таким образом, гашение крутильных колебаний происходит за счет сил трения. Кроме того, гаситель, изменяя жесткость трансмиссии, не допускает возможности наступления резонанса в трансмиссии, выводя резонансные частоты за область рабочих частот двигателя.Применение двухмассовых маховиков в конструкции двигателя позволило перенести гаситель крутильных колебаний из ведомого диска в маховик. Такое конструктивное решение позволяет упростить сцепление, снизить момент инерции ведомого диска и, следовательно, уменьшить нагрузки на элементы управления коробкой передач. Впервые подобные сцепления появились в 1985 г.

Графики упругих характеристик пружин:1 — сцепление с периферийными пружинами;2 — сцепление с диафрагменными пружинами

Поддержание нажимного усилия в заданных пределах в процессе эксплуатации. В процессе эксплуатации в результате износа фрикционных накладок нажимной диск перемещается в сторону маховика, изменяя жесткость пружин сцепления. В сцеплении с периферийными пружинами, которые имеют линейную упругую характеристику, это приводит к снижению нажимного усилия и передаваемого момента трения вплоть до наступления пробуксовывания сцепления.В сцеплениях с диафрагменной пружиной, которая имеет нелинейную упругую характеристику, усилие при износе накладок поддерживается примерно постоянным.Применение диафрагменной пружины позволяет упростить конструкцию, так как примерно вдвое сокращается число деталей, уменьшается размер сцепления, а пружина выполняет еще и функцию рычагов выключения. Диафрагменная пружина обеспечивает равномерное распределение усилия по всей накладке. Важным преимуществом диафрагменной пружины, по сравнению с периферийными, является то, что при повышении угловой скорости маховика центробежные силы не искажают ее характеристику. Кроме того, как видно из графика, при выключении сцепления усилие пружины снижается, что облегчает управление сцеплением. В некоторых конструкциях с диафрагменной пружиной выпуклая сторона пружины направлена внутрь сцепления. Это позволяет несколько уменьшить ширину агрегата, но усложняет конструкцию выжимного элемента и привода.Первоначально диафрагменная пружина появилась в сцеплениях легковых автомобилей. Долгое время применение ее в сцеплениях грузовых автомобилей сдерживалось технологической сложностью изготовления пружины большого диаметра.

Смотрите также:Устройство сцепленияПривод сцепления

wiki.zr.ru

• 
  Рулевая колонка паз 3205 устройство
• 
  Ванетта ниссан
• 
  Очиститель ультразвуковой
• 
  Стартер на уаз
• 
  Машиностроительное черчение
• 
  Машина татра
• 
  Короткий полуприцеп
• 
  Обслуживание рабочего места
• 
  Самосвальный кузов
• 
  Самоходный кран
• 
  Все виды транспорта