Содержание
Сцепление. Новое – хорошо забытое старое?
На заре автомобилизма, пока шел поиск оптимальных технических решений, применялись самые разные конструкции сцепления. Первые машины были оснащены ленточным сцеплением, в котором металлическая лента контактировала с металлическим барабаном при помощи различных рычагов. Затем появились конусные сцепления – дальний предок нынешних сухих однодисковых сцеплений. Здесь впервые включение сцепления производилось с помощью пружин, а маховик был ведущим элементом узла, его внутренняя поверхность имела коническую форму, соответствующую поверхности ведомого диска. Также в такой схеме впервые использовались фрикционные накладки. Однако по ряду причин данная конструкция не получила широкого распространения. Во-первых, из-за сложности конструкции, во-вторых, из-за большего момента инерции ведомого диска, что затрудняло быстрое переключение передач.
На смену конусному сцеплению пришли многодисковые конструкции. Причем использовались как сухие сцепления, так и мокрые, работающие в масляной ванне.
В наше время такие решения уже на новом технологическом уровне реализованы в роботизированных коробках передач. Примечательно, что уже тогда стало понятно, что ресурс мокрых сцеплений в несколько раз выше и они способны передавать больший крутящий момент, чем сухие сцепления. Поэтому на тяжелых грузовиках и военной технике многодисковые мокрые сцепления использовались довольно долго. Однако для массовых автомобилей тех лет многодисковые конструкции были слишком сложны. К тому же они обладали еще одним недостатком: в то время еще не было синтетических масел, а минеральные загустевали при понижении температуры, что приводило к повышению усилия при переключении передач.
В итоге оптимальным решением стало однодисковое сухое сцепление, состоящее из маховика, кожуха, нажимного диска, ведомого диска, выжимного подшипника, муфты выключения подшипника. Включение сцепления в такой конструкции происходит при помощи пружин, в сцеплении современных легковых автомобилей, как правило, используются диафрагменные пружины.
Однодисковое сухое сцепление без существенных изменений в конструкции до сих пор применяется на большинстве современных автомобилей, как легковых, так и грузовых. Такие узлы недорогие в производстве, ремонтопригодны (замена сцепления, как правило, занимает не более двух часов), обладают высоким КПД. Конструкция совершенствуется в основном по пути использования новых, более износостойких материалов, что позволило увеличить срок службы (на некоторых автомобилях он сопоставим со сроком службы самого автомобиля).
Однако недостатков у однодисковых сцеплений тоже довольно много. Во-первых, при переключении передач происходит разрыв потока мощности, что очень плохо при движении в тяжелых условиях, например на бездорожье или при трогании с места на крутом подъеме. Во-вторых, по мере износа ведомого диска требуется регулировка привода сцепления. В-третьих, ресурс сцепления сильно зависит от различных факторов: условий эксплуатации, нагрузки, стиля езды и т.д. В-четвертых, выход из строя каждой детали сцепления быстро приводит к поломке всего узла, несмотря на то, что некоторое время конструкция сохраняет свою работоспособность.
Например, подклинивание выжимного подшипника приводит к быстрому выводу из строя как ведомого, так и нажимного диска, а в тяжелых случаях и к повреждению дорогостоящего маховика. Поломка демпферных пружин также приводит к выходу из строя узла. Поэтому лучше при малейших признаках неисправности сцепления заменять весь узел в сборе, отдавая предпочтение продукции известных брендов. В-пятых, крутящий момент, который могут передавать сухие сцепления, ограничен. Поэтому зачастую автопроизводителям на одной и той же модели при использовании различных типов двигателей приходится применять разные модели сцеплений. В итоге это приводит к тому, что дистрибьюторы, автосервисные предприятия вынуждены держать на складе большую номенклатуру изделий. В-шестых, современные мощные турбомоторы создают значительные крутильные колебания, которые простые однодисковые сцепления не способны полностью погасить. В-седьмых, сама идея использования механической коробки передач в сочетании с однодисковым сухим сцеплением далеко не лучшая, доказано, что при эксплуатации в городских условиях утомляемость водителя при езде автомобиля с «механикой» наступает на 20–25% быстрее, чем на машине, оснащенной автоматической коробкой передач.
Конструкторы об этих проблемах хорошо знают и пытаются их по возможности решать, предлагая новые технические решения. Ресурс узла удалось поднять до приемлемого уровня благодаря применению современных материалов. Хотя внешне все сцепления выглядят одинаково, их срок службы может отличаться в десятки раз. Только ведущие компании могут позволить себе использовать дорогие качественные комплектующие при изготовлении узла. Проблему с крутильными колебаниями удалось решить благодаря изобретению конструкции с двухмассовым маховиком. Здесь гаситель крутильных колебаний перенесен из ведомого диска на маховик. Это позволило снизить нагрузку как на сцепление, так и на детали коробки передач. Сегодня такую конструкцию применяют все ведущие производители автомобилей с мощными двигателями.
В качестве недорогой альтернативы автоматическим трансмиссиям еще в 1930-х годах была изобретена роботизированная коробка передач (еще ее называют автоматизированной). Массово такие конструкции, реализованные уже на новом техническом и технологическом уровне, стали использоваться начиная с конца прошлого века, преимущественно на недорогих автомобилях.
Главное преимущество роботизированных коробок передач – простота конструкции и невысокая стоимость. В основе такого узла обычная механическая коробка передач. Экономически это очень выгодно автопроизводителям – не надо осваивать новые технологии или затрачивать дополнительные средства на закупку трансмиссии у стороннего производителя, в результате себестоимость простой роботизированной коробки передач почти не отличается от обычной механической. Однако роботизированная коробка потребовала нескольких изменений в конструкции. Для переключения передач и выжима сцепления предназначены электромагнитные устройства – актуаторы. Также возникла еще одна проблема: в процессе эксплуатации фрикционные накладки ведомого диска изнашиваются и нажимной диск постепенно прижимается к маховику. Это приводит к изменению усилия прижатия лепестков диафрагменной пружины. Как известно, «робот» может работать только по определенным алгоритмам, поэтому в конструкцию сцепления пришлось ввести компенсатор износа, позволяющий сохранить характеристики узла неизменными в течение срока службы.
Основные преимущества роботизированной коробки передач с одним сцеплением – невысокая стоимость как самого узла, так и его ремонта (он не намного сложнее и дороже, чем у обычной механической коробки передач). Как правило, в процессе эксплуатации замены требуют только сцепление и актуаторы. Также такие коробки передач легкие и компактные.
Однако и недостатков тоже немало. Самый главный – так же как у классической «механики», при переключении передач происходит разрыв потока мощности. Второй – ограничение по крутящему моменту. Третий – ограниченный ресурс сцеплений, в городских условиях эксплуатации они требуют замены через каждые 50–70 тысяч километров. Четвертый – «робот» работает по определенным алгоритмам, которые не всегда оптимально походят для конкретных условий. Чтобы конструкция работала адекватно, приходится тратить много времени и средств для разработки данных алгоритмов. В результате сегодня роботизированные трансмиссии с одним сцеплением применяются ограниченно, в основном их используют те автопроизводители, у которых нет средств на разработку или закупку более совершенных коробок передач.
На сегодняшний день самый совершенный вариант трансмиссии на основе механических коробок передач – роботизированная трансмиссия с двумя сцеплениями. Работает она следующим образом. В коробке передач два соосных вала. Один отвечает за включение нечетных передач, второй – четных. У такой трансмиссии два пакета сцеплений, которые управляются автоматически при помощи электронного блока управления (мехатроники). Такая конструкция позволяет одновременно держать включенными две передачи, и в зависимости от условий движения электроника выбирает одну из двух, повышенную или пониженную. Все работало надежно, пока такие трансмиссии были с мокрыми сцеплениями. Но у мокрых сцеплений ниже КПД, а сейчас производители в угоду требованиям экологов борются за каждый лишний израсходованный грамм топлива, поэтому, когда роботизированная коробка передач была доведена до совершенства, попробовали убрать масляный контур и сделать такую трансмиссию с двумя сухими сцеплениями. Впервые массово применять такую конструкцию стал Volkswagen Group, такая коробка передач получила название DSG200.
Однако вскоре выяснилось, что в условиях мегаполиса срок службы сцеплений не превышает нескольких десятков тысяч километров. В течение нескольких лет конструкцию доводили до ума, неоднократно меняли настройки управляющей электроники, в итоге сейчас проблем с этим узлом нет, сцепления служат не менее 100 тысяч км. Тем не менее модернизированная коробка передач DSG200 устанавливается только на автомобили с двигателями рабочим объемом не более 1,4 л. А вот аналогичные по конструкции роботизированные коробки передач с мокрыми сцеплениями оказались более перспективными. 6-ступенчатая DSG250, хотя и появилась раньше DSG200, до сих пор широко применяется. Вершиной развития на сегодняшний день стал робот DSG500 с мокрыми сцеплениями, который способен передавать большой крутящий момент и сегодня агрегатируется с большинством автомобилей Volkswagen Group с мощными двигателями, в том числе и дизельными.
В наше время роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями используют многие ведущие автопроизводители, например Ford, Hyundai, FCA.
По своим потребительским качествам они не уступают автоматическим коробкам передач с гидротрансформатором, а кое в чем их превосходят. Главное преимущество таких трансмиссий – быстрое переключение передач: всего за 8 мс, что обеспечивает хорошую динамику и позволяет снизить расход топлива. По сравнению с механической коробкой передач роботизированная трансмиссия с двумя сцеплениями позволяет снизить расход топлива до 6% и на 15–20% по сравнению с автоматическими коробками передач с гидротрансформаторами. У таких трансмиссий практически не происходит разрыва потока мощности. Конструктивно «робот» с двумя сцеплениями – это две механические коробки передач в сборе. Для автопроизводителей это плюс – не надо создавать отдельное механическое производство. Но с другой стороны, такие коробки передач имеют больший вес по сравнению с обычной механической коробкой передач. Такие трансмиссии сложны по конструкции и в обслуживании. При ремонте требуется дорогой комплект оригинальных сцеплений. Как уже ранее говорилось, в такой коробке передач при движении автомобиля все время одновременно включены две передачи, четная и нечетная, даже на месте, если селектор управления трансмиссией переведен в положение «нейтраль», одновременно включены первая передача и задняя.
В такой конструкции происходит ускоренный износ синхронизаторов и подшипников вилок передач. С другой стороны, производители автокомпонентов знают об этом и освоили производство относительно недорогих ремкомплектов. Поэтому роботизированные трансмиссии более ремонтопригодны, чем большинство современных автоматических трансмиссий и вариаторов. Механическая часть «роботов» надежна и не доставляет проблем в процессе эксплуатации. В итоге ремонт роботизированных трансмиссий, как правило, стоит дешевле, чем автоматических коробок передач.
Получат ли роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями дальнейшее развитие, пока сказать трудно. С одной стороны, Volkswagen Group почти полностью отказалась от использования автоматических коробок передач с гидротрансформатором в пользу «роботов». С другой стороны, современные «автоматы» стали более совершенными, благодаря блокировке гидротрансформатора при движении на высшей передаче у них удалось повысить КПД, поэтому некоторые автопроизводители, которые устанавливали «роботы» на свои машины, теперь переходят на автоматические трансмиссии.
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.
История создания — однодисковое сухое сцепление — автотехник
Комплект сцепления из трех частей механической коробки передач может показаться простым компонентом, но за ним стоят значительные инженерные усилия. Роб Маршалл смотрит на свои разработки и последние советы от поставщиков качества.
Если бы автомобиль не был изобретен, современный мир выглядел бы совсем иначе. Помимо огромных возможностей трудоустройства, связанных с их производством, продажей, обслуживанием, ремонтом и утилизацией, наше общество было бы почти неузнаваемо. Личная мобильность стала великим освободителем за последние 100 лет, и, несмотря на демонизацию со стороны защитников окружающей среды, политиков и любых мимолетных плохо информированных комментаторов, которые слишком стремятся заняться полировкой своих ореолов, автомобиль (еще раз) доказал его общественная ценность во время нынешней пандемии.
Тем не менее, первые автомобили не были бы жизнеспособными без миниатюризации недавно изобретенного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и использования его мощности.
В отличие от громоздкой паровой альтернативы локомотивам, ДВС не может развивать полный крутящий момент из состояния покоя. Это не остановило некоторых первых новаторов. Несмотря на долгую карьеру в области инженерии и медицины, австрийский инженер Зигфрид Маркус сосредоточил свое внимание на улучшении систем зажигания и карбюратора. Тем не менее, разработка механизма для разрыва связи между двигателем и трансмиссией ускользала даже от его великого ума. Его ответ состоял в том, чтобы запустить двигатель своей машины с поднятыми вращающимися ведущими колесами, прежде чем опустить домкрат. Естественно, это вызвало ненасытный аппетит к шинам, не говоря уже о том, что его автомобиль стал довольно непрактичным.
Многодисковые муфты увеличивают доступную площадь поверхности для муфт малого диаметра. Несмотря на популярность среди спортивных автомобилей, более скромные модели использовали их какое-то время, хотя и ненадолго. Модель Morris Cowley 1920-х годов была одним из последних серийных автомобилей, в которых использовалось многодисковое сцепление.
. Среди его многочисленных нововведений было осознание того, что некоторая степень «пробуксовки» трения давала ответ не только на отсоединение двигателя от коробки передач, но и на постепенный и плавный взлет. Гений, которым он был, даже его ранние эксперименты не были успешными. Вдохновленный приводами, использовавшимися заводскими машинами во время промышленной революции, Бенц разработал систему сцепления, в которой использовались кожаные ремни. Ему не потребовалось много времени, чтобы понять, что материал не будет долго терпеть результирующее трение и тепло. Как и у многих великих умов, ограниченность материалов, доступных в то время, умеряла его амбиции.
Различные способы сохранения рычага ручного переключения передач, но удаление педали сцепления не прижились. Некоторые версии Dauphine от Renault имели электромагнитное электрическое сцепление Ferlec, в котором была удалена педаль сцепления, но сохранена механическая коробка передач.
Конусная муфта дала ответ, хотя и не полный.
Он работает за счет использования вращающегося (внутреннего) конуса на коленчатом валу, обычно за счет того, что в маховике выточена коническая выемка. Меньший (охватываемый) конус, прикрепленный к трансмиссии, перемещается и вставляется в нее под действием силы, создаваемой мощной винтовой пружиной. Благодаря конической форме конусов и фрикционному материалу, прикрепленному к внешней поверхности охватываемого конуса, коническая муфта была чрезвычайно компактной для своего размера и веса. Недостатком было то, что точка «укуса», как правило, была чрезвычайно жесткой.
Альтернатива родом из Северной Америки, где господа Борг и г-н Бек запатентовали ставшее универсальным однодисковое фрикционное сцепление в 1910 году. Подобные конструкции, в которых использовалось несколько фрикционных дисков, оставались популярными для гоночных автомобилей, преимуществом которых было увеличение рабочего площадь поверхности и, следовательно, способность передавать больший крутящий момент на коробку передач/колеса без проскальзывания.
Тем не менее, диск сцепления значительно выиграл от значительных улучшений в технологии фрикционных материалов, особенно после того, как Герберт Фруд из Дербишира заменил традиционные войлочные, кожаные и деревянные накладки фрикционным материалом на основе асбеста и основал компанию Ferodo для его массового производства.
Не всех убедило новое фантастическое изобретение мистера Фруда. Уильям Моррис (впоследствии лорд Наффилд и первый председатель British Motor Corporation) предпочитал использовать пробку, но, поскольку этот материал имел неприятную склонность к возгоранию, Моррис омыл диски сцепления маслом. Это не было полностью удовлетворительным решением, потому что масляные составы того времени заставляли пластины слипаться. До тех пор, пока несколько лет спустя не появились автоматические коробки передач с планетарной передачей, мокрые сцепления были не в моде, хотя шестиступенчатая автоматическая коробка передач DSG Volkswagen Group, продолжение более ранней разработки Porsche, снова использовала мокрые сцепления для механических коробок передач (хотя и автоматизированных).
), из-за их способности сохранять относительное охлаждение и передавать высокий крутящий момент для своего размера. По правде говоря, асбест был настолько идеальным материалом, что поставщики столкнулись с огромными трудностями при разработке альтернатив после того, как автопроизводители (а позже и законодательные органы) потребовали запрета на использование канцерогенного вещества.
Помимо подходящего состава фрикционного материала, сцепление требует значительных усилий для надежного прижатия фрикционного диска к маховику. Тем не менее, необходим инженерный баланс. В то время как жесткие пружины соответствуют более высокому давлению зажима, заставляя фрикционную пластину передавать более высокие значения крутящего момента без проскальзывания, они требуют больших усилий для отключения привода. Наиболее очевидным следствием чего является более тяжелая педаль сцепления. Для продавцов это становилось все более серьезной проблемой, поскольку все больше людей покупали автомобили за пределами элитных кругов энтузиастов.
Удобство для пользователя также было основной причиной того, что Synchromesh (изобретение и торговая марка General Motors) появилась на механических коробках передач, введение которых сделало остановку сцепления бессмысленной. Эта система обычно использовалась на старинных спортивных автомобилях и фактически представляла собой фрикционный тормоз, который замедлял вращающийся фрикционный диск сцепления после нажатия педали сцепления. Это позволяло опытному водителю быстро переключать передаточные числа на «аварийной» коробке передач, не производя механически разрушительных переключений передач и не тратя драгоценное время на ожидание замедления диска сцепления.
К 1930-м годам вместо одной центральной прижимной пружины необходимое усилие обеспечивалось кольцом пружин меньшего размера.
В некоторых автомобилях обгонная муфта использовалась примерно до 1980 года. До шестидесятых годов Rovers использовали ее как устройство для экономии топлива. Они были необходимы на некоторых автомобилях с двухтактными двигателями, чтобы предотвратить нехватку смазки при отпускании дроссельной заслонки из-за того, что масло смешивалось с топливом.
Когда компания SAAB приняла на вооружение четырехтактные двигатели, она сохранила обгонную муфту до 9-го поколения.6 V4 прекратил производство в 1980 году. Volkswagen представил функцию движения накатом на некоторых своих моделях DSG с автоматической коробкой передач, где эффект свободного хода впервые вызывался пакетом сцепления, в отличие от более ранних автомобилей, где механизм свободного хода выполнялся коробка передач. Volkswagen 1600 был первым европейским серийным автомобилем с однодисковым диафрагменным сцеплением, поставляемым LuK.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ОБНОВЛЕНИЯ…
Чтобы улучшить свою репутацию среди техников и уменьшить ненужные претензии по гарантии, поставщики качественных сцеплений регулярно обновляют свои рекомендации по установке.
Пожалуй, самое заметное обновление произошло во время пандемии, когда Valeo представила вебинар с раздачей полезных советов о том, как не допустить загрязнения сцепления смазкой при его замене.
Если вы пропустили трансляцию, ее можно посмотреть по запросу здесь:
https://bit.ly/Valeo7
Модель эконом-класса BMW 525e («эта») стала предком более поздней программы компании EfficientDynamics. Это был первый автомобиль с двухмассовым маховиком (DMF). Автомобили BMW также были первыми на рынке с саморегулирующимся сцеплением и внутренними центробежными маятниковыми амортизаторами, которые устанавливались не только на более поздние двухмассовые маховики, но и на фрикционные диски сцепления. Все эти инновации были предоставлены LuK. Концентрический рабочий цилиндр упрощает и удешевляет установку на заводе, но требует особого внимания при каждой замене сцепления. На снимке представлен агрегат Blue Print, ассортимент сцеплений качества оригинальной комплектации которого не ограничивается азиатскими марками, но был значительно расширен за счет включения европейских моделей.
В течение следующего десятилетия General Motors of North America усовершенствовала систему, представив одну диафрагменную пружину вместо нескольких пружин.
Помимо того, что она меньше по размеру, проще в балансировке и дешевле в производстве, такая конструкция могла более равномерно распределять давление по фрикционной пластине. Тем не менее, европейцам пришлось ждать до середины шестидесятых, чтобы диафрагменное сцепление дебютировало на новом автомобиле.
ПОЖАЛУЙСТА, ОТПУСТИТЕ МЕНЯ, ОТПУСТИТЕ…
Выбор фрикционного материала, требования к достаточной площади поверхности и установленное давление зажима должны быть сбалансированы с эффективным механизмом освобождения, который помогает обеспечить плавное и прогрессивное вовлечение. Как упоминалось ранее, избежать чрезмерно тяжелой педали всегда было проблемой. Это требование диктовало, было ли конкретное транспортное средство разработано со сцеплением «нажимного» или «тянущего» типа, потому что дополнительный эффект рычага, достигаемый механизмом выключения, может привести к более легкой педали. В то время как тросовое управление (с ручным или автоматическим регулятором) использовалось в прошлом, большинство современных автомобилей этого века могут похвастаться самонастраивающимися гидравлическими системами.
Популярность гидравлики возросла с конца 19 века.90-х годов, особенно после того, как подшипник выключения сцепления был объединен с гидравлическим рабочим цилиндром сцепления для создания концентрического рабочего цилиндра (CSC).
Фрикционные материалы для сцепления сыграли важную роль в разработке сцеплений. First Line сообщает, что внутренние проверки качества выявили фрикционные материалы в более дешевых сцеплениях, которые не соответствуют тем же спецификациям, что и те, которые используются в ее брендах Borg и Beck. В результате возникают проблемы с производительностью и долговечностью. «Первая линия» также сообщает, что низкосортные ЦСК страдают от некачественной пломбы.
Несмотря на это, автопроизводители на протяжении всей истории пытались полностью отказаться от педали сцепления, сохранив при этом однодисковое сцепление. Они потерпели неудачу. Автомобили DAF Variomatic (а позже Volvo 300-й серии с вариатором) были оснащены сухими дисковыми сцеплениями, которые включались за счет центробежной силы в ременной трансмиссии с задним приводом.
Электронные средства выключения сцепления также изменились. В ранних примерах использовался электромагнитный расцепляющий механизм для отключения сцепления, если водитель коснулся рычага переключения передач, с гидротрансформатором, который позволял автомобилю останавливаться и перезапускаться без остановки двигателя. Возможно, мы должны быть благодарны, что эти неуклюжие и дорогие устройства, которые использовались на транспортных средствах, таких как злополучный Ro80 NSU, не прижились. Вместо этого, по мере развития электроники, появились модели с автоматическим ручным управлением с одним сцеплением (такие как Easytronic от Vauxhall), которые могут похвастаться «обычным» автоматическим рычагом переключения передач P, R, N, D. Механически эти модели по-прежнему оснащены механическими коробками передач, но остаются однодисковые фрикционные муфты и ручные коробки передач, которые обычно управляются электрогидравлическими блоками, управляемыми ЭБУ трансмиссии. К счастью, мы начинаем видеть, как производители отходят от этих систем, большинство из которых не особенно надежны и должны управляться с определенной степенью механического сочувствия, чтобы добиться плавного прогресса.
Нажимать на педали сцепления становится тяжелее, так как фрикционный материал изнашивается с нажимного диска. Чтобы избежать этого, саморегулирующиеся муфты имеют механизм внутри прижимной пластины. В некоторых случаях их нельзя сбросить вручную, поэтому при их установке требуется осторожность.
ПОСЛЕДНИЕ РАЗРАБОТКИ…
Развитие сцепления ускорилось в этом столетии, в основном в стремлении к снижению веса, повышению точности и необходимости передачи повышенного крутящего момента при более низких оборотах двигателя. Массовое внедрение двухмассовых маховиков, изначально популяризированных дизельными автомобилями, но с тех пор ставших практически универсальными, привело к тому, что пружины центрального демпфера были удалены с фрикционного диска сцепления OE. Также оказалось, что саморегулирующиеся сцепления уменьшают тенденцию к тому, что педаль сцепления становится труднее нажимать по мере износа фрикционного диска. Они работают, используя саморегулирующийся механизм внутри прижимной пластины.
Естественно, эти системы требуют оценки техником, так как неправильная установка может нарушить механизм регулировки, и не все из них можно восстановить. Основная проблема, которую создают CSC, заключается в том, что для доступа к ним необходимо снять редуктор, если в них возникнет утечка. Таким образом, по мере того, как сцепления становятся все более сложными, также должны оцениваться уровни технического персонала и обучения. Как вы ожидаете, Autotechnician расскажет больше о технических деталях, советах по установке и подробностях обучения новейшим сцеплениям в наших будущих редакционных статьях.
В некоторых автоматических коробках передач используется сухое сцепление, наиболее известной версией которого является DSG7 Volkswagen Group. Однако, несмотря на то, что основные принципы работы традиционного однодискового сухого сцепления остаются прежними, установка и настройка значительно различаются.
Однодисковая электромагнитная муфта сухого типа (для двигателя) | Сцепление Ogura
org/BreadcrumbList»>- Доступна оптовая скидка
Муфта Ogura
Муфта Ogura
В муфте используется специальная пружина, позволяющая выдерживать суровые условия эксплуатации, в которых присутствует вибрация, удары и колебания крутящего момента.
Поверхность покрыта защитным покрытием, а в шарикоподшипниках используется специальная смазка и резиновое уплотнение, что доказывает их превосходные антикоррозийные свойства и позволяет использовать их в местах с высокой температурой окружающей среды.
| Part Number |
|---|
| MMC5E |
| MMC5G |
| MMC10E |
| MMC10G |
| MMC20E |
| MMC20G |
| MMC40E |
| MMC40G |
| MMC70E |
| MMC70G |
| MMC100E |
| MMC100G |
| MMC200G |
| Номер детали | Скидка за объем | Дней до отгрузки | Макс. Работая скорость вращения (оборотная) | Номинальный крутящий момент (диапазон) (n ・ M) | . 17 дней | 4000 | 30,1~60 | 50 | 12 В пост. 6 дней | 4000 | 30.1~60 | 50 | DC24V |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| В наличии | 3600 | 60.1~200 | 100 | DC12V | |||||||||
| В наличии | 17 дней | 3600 | 60.1~200 | 100 | DC24V | ||||||||
| 3000 | 60,1~200 | 200 | DC12V | ||||||||||
| В наличии | 6 дней | 3000 | 60,1~200 | 200 | 24 В пост. 6 дней | 3000 | 200,1~2500 | 400 | 12 В пост. тока | ||||
| В наличии | 6 дней | 3000 | 200,1~2500 | 400 | DC24V | ||||||||
| 2500 | 200,1~2500 | 700 | DC12V | ||||||||||
| В наличии | 78 дней | 2500 | 200,1~2500 | 700 | DC24V | ||||||||
| Доступен | 6 67 дней | 1800 | 200,1~2500 | 1000 | DC12V | ||||||||
| Доступно | 65 дней | 1800 | 200,1~2500 | 1000 | DC24V | ||||||||
97 дней | 1600 | 200. |