Фрикционное сцепление
Категория:
Автомобили и трактора
Публикация:
Фрикционное сцепление
Читать далее:
Фрикционное сцепление
Фрикционное сцепление представляет собой муфту, в которой крутящий момент передается за счет сил трения между трущимися поверхностями. Фрикционное сцепление состоит из ведущей и ведомой частей, нажимного механизма и механизма выключения. Ведущая часть сцепления воспринимает от маховика крутящий момент двигателя, а ведомая — передает его первичному валу коробки передач. Нажимной механизм обеспечивает плотное прижатие ведущей и ведомой частей сцепления для создания нобходимого момента трения. Механизм выключения служит для управления сцеплением. Привод выключения сцеплением может быть механическим или гидравлическим. В некоторых конструкциях фрикционных сцеплений для облегчения выключения сцепления применяют пневматический усилитель.
На рис. 1 показаны схемы одно- и двухдискового сцеплений. Ведущая часть однодискового сцепления состоит из маховика, связанного с коленчатым валом двигателя, нажимного диска, кожуха муфты и направляющих пальцев. Ведомая часть имеет ведомый диск, расположенный на валу коробки передач, установленном в роликоподшипнике. Нажимной механизм состоит из пружин, установленных в кожухе. В механизм выключения сцепления входят пальцы, опоры выключающих рычагов, отжимные рычаги, передвижная муфта, педаль, тяга, вилка выключения, отжимная пружина. Все детали помещены внутри картера маховика и картера муфты сцепления. В двухдисковом сцеплении ведущая часть состоит из двух ведущих дисков с направляющими пальцами, а ведомая — из дисков. Для обеспечения необходимой «чистоты» выключения служат отжимная пружина и регулировочный болт промежуточного диска.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Рис. 1. Схемы фрикционных сцеплений:
а — однодисковое; б — двухдисковое
Материалом ведущих дисков является обычно чугун, ведомых — сталь, облицованная фрикционными материалами. Для уменьшения момента инерции ведомых дисков их делают из тонкой листовой стали, пружинящие свойства которой позволяют повысить плавность включения и выключения муфты.
Наиболее распространены на автомобилях и тракторах однодисковые сухие фрикционные сцепления с механическим приводом управления. Такие сцепления надежны, износоустойчивы, просты по конструкции и дешевы в изготовлении. Сцепление обычно располагается в картере, закрепленном на блок-картере двигателя, и состоит из ведущей и ведомой частей, механизмов выключения и управления. Ведущая часть сцепления состоит из маховика соединенного болтами с кожухом, и ведущего (нажимного) диска. Диск связан с кожухом пружинными пластинами, через которые вращение от кожуха передается на диск; пластины допускают также осевое перемещение диска при выключении сцепления. Ведомая часть сцепления состоит из стального диска с приклепанными к нему фрикционными накладками и ступицы, надетой на шлицы первичного вала коробки передач. Диск и ступица соединены между собой через гаситель крутильных колебаний пружинами. Нажимной механизм сцепления включает в себя шестнадцать нажимных пружин, которые опираются на диск через теплоизолирующие прокладки.
Механизм выключения состоит из четырех рычагов, муфты, с упорным подшипником и вилки, охватывающей муфту. Выключающие рычаги 8 установлены на осях вилок и присоединяются к диску шарнирно с помощью игольчатых подшипников и осей. Вилки присоединяются к кожуху сферическими регулировочными гайками таким образом, что могут качаться при повороте выключающих рычагов. Против внутренних концов рычагов 8 на втулке установлена подвижно муфта, удерживаемая в исходном положении оттяжной пружиной.
Привод управления сцеплением состоит из педали, закрепленной на валике. На этом же валике размещен рычаг, соединенный с рычагом регулируемой тягой. При нажатии на педаль сцепления валик поворачивается и рычагом перемещает тягу выключения сцепления. Перемещение тяги влечет за собой поворот валика с вилкой. Вилка, поворачиваясь, перемещает вперед муфту, которая нажимает на рычаги, заставляя их поворачиваться вокруг осей. Наружные концы рычагов отводят назад ведущий диск, преодолевая сопротивление пружин. Ведущий диск перестает нажимать на ведомый диск, и сцепление выключается. При отпускании педали муфта выключения отходит назад под действием пружин, и сцепление включается.
При гидравлическом приводе управления сцеплением, который применяется на всех легковых и некоторых грузовых (ГАЗ-66) автомобилях, педаль выключения сцепления соединена с толкателем главного цилиндра, действующим на его поршень. При нажатии на педаль поршень, перемещаясь вперед, перекрывает компенсационное отверстие, через которое сообщается рабочая полость цилиндра с бачком, и вытесняет рабочую жидкость по трубопроводу из главного цилиндра в рабочий. Под давлением жидкости поршень рабочего цилиндра перемещается вправо и через толкатель действует на вилку, которая отводит выжимной подшипник и выключает сцепление. Гидравлический привод управления сцеплением имеет более высокий КПД, чем механический привод, обеспечивает плавность включения сцепления, дает возможность осуществления дистанционного управления в машинах с задним расположением двигателя или с опрокидывающейся кабиной.
Рис. 2. Однодисковое автомобильное сцепление
Рис. 3. Механический привод управления сцеплением
Рис. 4. Гидравлический привод управления сцеплением
В большегрузных автомобилях (МАЗ-500), имеющих механический привод сцепления, для облегчения управления иногда применяют пневматический усилитель. Схема такого усилителя приведена на рис. 87. Усилитель состоит из силового цилиндра и клапана управления. В силовой цилиндр сжатый воздух подается из пневматической системы автомобиля. В рабочей полости силового цилиндра установлен поршень, шток которого соединен с тягой выключения сцепления. С этой же тягой соединена через узел педаль. Узел допускает свободное перемещение нижнего конца педали относительно тяги на величину Д. Это необходимо для управления клапаном с помощью тяги и рычага, связывающих шток клапана управления с педалью. Клапан управления закреплен на штоке силового цилиндра и включает в себя кроме штока корпус и пластинчатый затвор.
При отпущенной педали сцепления все детали привода и усилителя под действием пружины занимают исходное положение, при котором сцепление включено, а рабочая полость силового цилиндра через шланг и полый шток клапана сообщается с атмосферой. При нажатии на педаль ее нижний конец смещается на величину Д относительно тяги, и рычаг поворачивается против часовой стрелки, перемещая влево рычаг. Рычаг, упираясь в пластинчатый затвор, передвигает его влево, открывая доступ сжатому воздуху из баллона через полости А и Б и шланг в силовой цилиндр. Под действием давления сжатого воздуха шток передает дополнительное усилие на тягу, облегчая выключение сцепления.
Рис. 5. Схема пневматического усилителя привода сцепления при отпущенной педали (а) и при нажатии на педаль (б)
Рекламные предложения:
Читать далее: Гидравлические и электромагнитные сцепления
Категория: — Автомобили и трактора
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Двухдисковые фрикционные сцепления.
Ступенчатые трансмиссии
Двухдисковые сцепления
Фрикционные сцепления способны передавать крутящий момент лишь в том случае, когда он меньше момента сил трения между ведущими и ведомыми дисками. Эти силы, в свою очередь, зависят от нажимного усилия, коэффициента трения между трущимися поверхностями и площади трущихся поверхностей.
Очевидно, что при увеличении поверхности трения ведомых дисков пропорционально увеличивается передаваемый крутящий момент.
Увеличение поверхности трения в фрикционных сцеплениях возможно двумя способами – увеличением диметров ведомого и ведущего дисков, либо применением нескольких ведомых дисков, расположенных последовательно. Увеличение диаметра дисков приводит к существенному увеличению габаритных размеров сцепления, что не всегда удовлетворяет требованиям компактности силового агрегата.
При этом если диск недостаточно сбалансирован (а идеальную балансировку такого сложного узла произвести невозможно), возрастают вибрационные и переменные динамические нагрузки, пагубно влияющие на работу трансмиссии и двигателя. По этим причинам в конструкциях сцеплений, передающих значительный крутящий момент, применяют двухдисковые сцепления.
Как правило, такими сцеплениями оборудуются силовые агрегаты грузовых автомобилей повышенной грузоподъемности, например, автомобилей марки «КамАЗ».
На автомобилях марки «КамАЗ» применяется сухое двухдисковое фрикционное сцепление с периферийным расположением пружин (
***
Сцепление установлено в картере, изготовленном из алюминиевого сплава. Ведущие части сцепления смонтированы на маховике 1 двигателя, который крепится к коленчатому валу на двух штифтах и шести болтах.
Кожух сцепления стальной, штампованный, устанавливается на маховике на двух трубчатых штифтах и двенадцати болтах.
Нажимной 11 и средний (промежуточный) 12 диски установлены в пазах маховика на четырех шипах, равномерно расположенных по окружности диска. При этом одновременно обеспечивается возможность осевого перемещения среднего и нажимного дисков.
В шипах среднего нажимного диска размещен рычажный механизм 4, который автоматически регулирует положение среднего диска при включении сцепления с целью обеспечения чистоты выключения. Он представляет собой двуплечий рычаг 13, установленный на оси на закрученной пружине. Одним концом рычаг упирается в нажимной диск 11, а другим концом – в маховик 1.
При включении сцепления пружина, раскручиваясь, поворачивает рычаг вокруг оси и отодвигает средний нажимной диск на одинаковое расстояние от маховика и нажимного диска.
Стальные ведомые диски 3 с приклепанными к ним фрикционными накладками оснащены гасителем 2 крутильных колебаний и с помощью ступицы устанавливаются на шлицах первичного вала коробки передач.
Нажимное усилие создают двенадцать цилиндрических пружин 10, устанавливаемых между кожухом и нажимным диском по окружности.
Суммарное усилие, создаваемое нажимным механизмом, 12200 Н. Для преодоления этого усилия при выключении сцепления в приводе управления сцеплением автомобилей марки «КамАЗ» устанавливается пневматический усилитель.
Механизм выключения состоит из шести рычагов 5, соединенных наружными концами через игольчатые подшипники с нажимным диском
На внутренних концах рычагов с помощью специальной пружины крепится упорное кольцо 8, позволяющее исключить изнашивание поверхностей рычагов, возникающее от контакта с подшипником выключения 6 муфты 7 при выключении сцепления.
***
Привод сцепления
Принципиальные схемы фрикционных сцеплений
Фрикционным сцеплением называется дисковая муфта, в которой крутящий момент передается за счет силы сухого трения. Поэтому такие сцепления называются также сухими.
На автомобилях широкое распространение получили однодисковые и двухдисковые фрикционные сцепления. Многодисковые фрикционные сцепления применяются очень редко на тяжелых грузовых автомобилях.
Однодисковое сухое сцепление. Однодисковым сцеплением называется фрикционная муфта, в которой для передачи крутящего момента применяется один ведомый диск.
Принципиальная схема однодискового фрикционного сцепления показана на рис. 2. Сцепление состоит из ведущих и ведомых деталей, а также из деталей включения и выключения сцепления. 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 выжимным подшипником 7.
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.
Сцепление автомобиля — назначение, типы и классификация. Требования к сцеплениям. Устройство однодискового фрикционного сцепления. Привод
Назначение и типы
Сцеплением называется силовая муфта, в которой передача крутящего момента обеспечивается силами трения, гидродинамическими силами или электромагнитным полем. Такие муфты называются соответственно фрикционными, гидравлическими и электромагнитными.
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:
- Плавность включения. В эксплуатации она обеспечивается квалифицированным управлением, но некоторые элементы конструкции предназначены для повышения плавности включения сцепления даже при низкой квалификации водителя.
- 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.
- 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
Сцепление. Трансмиссия. Дисковые фрикционные сцепления и муфты
Сцепление является важным конструктивным элементом трансмиссии автомобиля. Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при переключении передач, а также предохранения элементов трансмиссии от перегрузок и гашения колебаний. Сцепление автомобиля располагается между двигателем и коробкой передач.
В зависимости от конструкции различают следующие типы сцепления:
✔фрикционное сцепление;
✔гидравлическое сцепление;
✔электромагнитное сцепление.
Фрикционное сцепление передает крутящий момент за счет сил трения. В гидравлическом сцеплении связь обеспечивается за счет потока жидкости. Электромагнитное сцепление управляется магнитным полем.
Самым распространенным типом сцепления является фрикционное сцепление. Различает следующие виды фрикционного сцепления:
✔однодисковое сцепление;
✔двухдисковое сцепление;
✔многодисковое сцепление.
В зависимости от состояния поверхности трения сцепление может быть сухое и мокрое. В сухом сцеплении используется сухое трение между дисками. Мокрое сцепление предполагает работы дисков в жидкости.
На современных автомобилях устанавливается в основном сухое однодисковое сцепление. Однодисковое сцепление имеет следующее устройство:
✔маховик;
✔картер сцепления;
✔нажимной диск;
✔ведомый диск;
✔диафрагменная пружина;
✔подшипник выключения сцепления;
✔муфта выключения;
✔вилка сцепления.
Схема однодискового сцепления
Маховик устанавливается на коленчатом вале двигателя. Он выполняет роль ведущего диска сцепления. На современных автомобилях применяется, как правило, двухмассовый маховик. Такой маховик состоит из двух частей, соединенных пружинами. Одна часть соединена с коленчатым валом, другая — с ведомым диском. Конструкция двухмассового маховика обеспечивает сглаживание рывков и вибраций коленчатого вала. В картере сцепления размещаются конструктивные элементы сцепления. Картер сцепления крепиться болтами к двигателю.
Нажимной диск прижимает ведомый диск к маховику и при необходимости освобождает его от давления. Нажимной диск соединен с корпусом (кожухом) с помощью тангенциальных пластинчатых пружин. Тангенциальные пружины, при выключении сцепления, выполняют роль возвратных пружин.
На нажимной диск воздействует диафрагменная пружина, обеспечивающая необходимое усилие сжатия для передачи крутящего момента. Диафрагменная пружина наружным диаметром опирается на края нажимного диска. Внутренний диаметр пружины представлен упругими металлическими лепестками, на концы которых воздействует подшипник выключения сцепления. Диафрагменная пружина закреплена в корпусе. Для закрепления используются распорные болты или опорные кольца.
Нажимной диск, диафрагменная пружина и корпус образуют единый конструктивный блок, который носит устоявшееся название корзина сцепления. Корзина сцепления имеет жесткое болтовое соединение с маховиком. По характеру работы различают два типа корзин сцепления — нажимного и вытяжного действия. В распространенной корзине сцепления нажимного действия лепестки диафрагменной пружины при выключении сцепления перемещаются к маховику. В вытяжной корзине сцепления наоборот — лепестки диафрагменной пружины перемещаются от маховика. Данный тип корзины сцепления характеризуется минимальной толщиной, поэтому применяется в стесненных условиях.
Ведомый диск располагается между маховиком и нажимным диском. Ступица ведомого диска соединяется шлицами с первичным валом коробки передач и может перемещаться по ним. Для обеспечения плавности включения сцепления в ступице ведомого диска размещены демпферные пружины, выполняющие роль гасителя крутильных колебаний.
На ведомом диске с двух сторон установлены фрикционные накладки. Накладки изготавливаются из стеклянных волокон, медной и латунной проволоки, которые запрессованы в смесь из смолы и каучука. Такой состав может кратковременно выдерживать температуру до 400°С. Накладки ведомого диска могут иметь и более высокую тепловую характеристику. На спортивных автомобилях устанавливают т.н. керамическое сцепление, накладки ведомого диска которого состоят из керамики, кевлара и углеродного волокна. Еще более прочные металлокерамические накладки, выдерживающие температуру до 600°С.
Подшипник выключения сцепления (обиходное название — выжимной подшипник) является передаточным устройством между сцеплением и приводом. Он располагается на оси вращения сцепления и непосредственно воздействует на лепестки диафрагменной пружины. Подшипник располагается на муфте выключения. Перемещение муфты с подшипником обеспечивает вилка сцепления.
Схема двухдискового сцепления
На грузовых и
Назначение и принцип работы фрикционного сцепления
Категория:
Устройство автомобиля
Публикация:
Назначение и принцип работы фрикционного сцепления
Читать далее:
Назначение и принцип работы фрикционного сцепления
Назначение сцепления — разъединять двигатель и коробку передач во время переключения передач и вновь плавно соединять их, не допуская резкого приложения нагрузки, а также обеспечивать плавные трогание автомобиля с места и его остановку без остановки двигателя. При резком торможении без выключения сцепления оно, пробуксовывая, предохраняет трансмиссию от перегрузок инерционным моментом. Во включенном состоянии сцепление должно надежно соединять двигатель с трансмиссией, не пробуксовывая. Подавляющее большинство сцеплений, применяемых на отечественных автомобилях, относится к фрикционным сухим дисковым сцеплениям, в которых использованы сила трения сухих поверхностей. По числу ведомых дисков сцепления делят на одно- и двухдисковые.
Наибольшее распространение получили однодисковые сцепления благодаря простоте их конструкции, надежности, «чистоте» выключения и плавности включения, а также удобству при эксплуатации и ремонте. Двухдисковые сцепления применяют в тех случаях, когда необходимо передать большой крутящий момент.
Сцепление состоит из ведущей и ведомой частей, нажимного механизма и механизма выключения. Детали ведущей части сцепления воспринимают от маховика крутящий момент двигателя, а детали ведомой части передают этот момент первичному валу коробки передач. Нажимной механизм обеспечивает плотное прижатие ведущей и ведомой частей сцепления для создания необходимого момента трения. Механизм выключения служит для управления сцеплением. Привод выключения сцепления может быть механическим или гидравлическим. Для облегчения выключения сцепления в некоторых конструкциях применен пневматический усилитель.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Ведущая часть однодискового сцепления имеет маховик с обработанной торцовой поверхностью, нажимной диск, кожух муфты сцепления и направляющие пальцы. Ведомая часть однодискового сцепления имеет ведомый диск с фрикционными накладками из прессованного асбеста или медно-асбестовой плетенки и первичный вал коробки передач. Нажимной механизм образуют нажимные пружины, установленные в кожухе. В состав механизма выключения сцепления входят оттяжные пальцы, опоры выключающих рычагов, отжимные рычаги, передвижная муфта, педаль, тяга педали, вилка выключения, оттяжная пружина. Все детали сцепления помещены внутри картера маховика.и картера муфты сцепления.
При включенном сцеплении крутящий момент от коленчатого вала через маховик и нажимной диск благодаря трению передается зажатому . между ними ведомому диску, ступица которого имеет шлицевое соединение с первичным валом коробки передач. Для выключения сцепления нажимают на педаль, которая через тягу, вилку и муфту, через рычаги и пальцы отводит назад нажимной диск. При этом сжимаются пружины и освобождают ведомый диск, по обеим сторонам которого образуются зазоры. При плавном отпускании педали пружины возвращают все детали механизма выключения в исходное положение, т. е. пружины постепенно прижимают нажимной диск к ведомому диску, а последний — к поверхности маховика.
Рис. 1. Сцепления: а — однодисковое; б — двухдисковое; 1 — коленчатый вал двигателя; 2 — маховик; 3 — ведомый диск с фрикционными накладками; 4 — нажимной диск; 5 — картер муфты сцепления; 6 — кожух муфты сцепления; 7 — оттяжные пальцы; 8 — опоры выключающих рычагов; 9 — отжимной рычаг; 10 — передвижная муфта; И — первичный вал коробки передач; 12 — педаль; 13 — тяга; 14 — вилка выключения; 15 — оттяжная пружина; 16 — нажимная пружина; 17 и 23 — направляющие пальцы; 18 — роликоподшипник; 19 — отжимная пружина промежуточного диска; 20 — регулировочный болт промежуточного диска; 21 — нажимной (ведущий) диск; 22 — задний ведомый диск; 24 — промежуточный (ведущий) диск; 25 передний ведомый диск
В двухдисковом сцеплении (рис. 1, б) ведущая часть состоит из двух дисков, а ведомая — из двух дисков. Для обеспечения необходимых зазоров между ведущими и ведомыми дисками в выключенном состоянии (т. е. для «чистоты» выключения) служит отжимная пружина и регулировочный болт промежуточного диска. Нажимные пружины могут быть винтовыми или диафрагменными. Винтовые пружины равномерно располагают по периферии окружности, а центральную пружину устанавливают одну.
Для облегчения управления сцеплением и плавности его включения применен гидравлический привод управления сцеплением. Плавность включения обеспечивают также пружинящие ведомые диски. Для этого накладку (рис. 2, а) с одной стороны диска крепят к его секциям пластинчатыми пружинами, изогнутыми впереди, а накладку с другой стороны диска — такими же пружинами, изогнутыми назад. Это обеспечивает в свободном состоянии зазор между накладками, равный 1—2 мм. Пружинящие свойства ведомого диска могут быть также усилены установкой под одну из накладок плоских пружин. Уменьшение зазора между накладками в процессе включения сцепления обеспечивает плавность соприкосновения трущихся поверхностей и возрастания силы трения.
Для предохранения валов трансмиссии от крутильных колебаний ставят гаситель крутильных колебаний (демпфер), увеличивающий плавность включения сцепления и повышающий долговечность деталей трансмиссии.
Пружины гасителя крутильных колебаний обеспечивают упругую связь ведомого диска сцепления с его ступицей. Подбором стальных колец регулируют силу сжатия ведомого диска, гасителя и ступицы, а также фрикционных (паронитовых) колец.
Рис. 2. Гаситель крутильных колебаний:а — детали гасителя; б — нерабочее положение; в — рабочее положение; 1 и 10 — накладки диска; 2 — пластинчатые пружины; 3 — ведомый диск; 4 — фрикционные кольца; 5 — штифт; 6 — ступица ведомого диска; 7 — регулировочные кольца; 8 — пружины; 9 — гаситель крутильных колебаний
При отсутствии передачи крутящего момента прорези фланца ступицы (рис. 2, б) и ведомого диска, в которых расположены пружины, совпадают. При передаче же крутящего момента (рис. 2, в) от диска к ступице пружины вступают в действие, диск повертывается на некоторый угол по отношению к фланцу ступицы 6 ив дисках гасителя возникает трение. Предельное угловое смещение дисков ограничено размером вырезов во фланце ступицы под штифты, соединяющие диск и гаситель.
Все вращающиеся части сцепления балансируют.
Рекламные предложения:
Читать далее: Устройство и работа однодисковых сцеплений с периферийными пружинами
Категория: — Устройство автомобиля
Главная → Справочник → Статьи → Форум
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