1.3. Сцепление. (Для сам. работы). Сцепление схема
Сцепление и его виды в автомобиле
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
Схема сцепления1. Корпус;2. Тангенциальная пружина;3. Опорный подшипник;4. Коленчатый вал;5. Демпферная пружина;6. Ведомый диск;7. Нажимной диск;8. Маховик;9. Корзина сцепления;10. Кольцо;11. Распорный болт;12. Диафрагменная пружина;13. Выжимной подшипник;14. Направляющая;15. Первичный вал коробки передач;16. Вилка выключения сцепления;17. Рабочий цилиндр
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
Схема двухдискового сцепления- Крышка корпуса
- Двухмассовый маховик
- Приводная пластина
- Ведомый диск 2 с демпферными пружинами
- Проставка
- Ведомый диск 1
- Нажимной диск
- Сенсорная пружина
- Регулировочное кольцо
- Диафрагменная пружина
На грузовых и легковых автомобилях с мощным двигателем применяется двухдисковое сцепление. Двухдисковое сцепление осуществляет передачу большего крутящего момента при неизменном размере, а также обеспечивает больший ресурс конструкции. Это достигнуто за счет применения двух ведомых дисков, между которыми установлена проставка. В результате получены четыре поверхности трения.
Принцип работы сцепления
Однодисковое сухое сцепление постоянно включено. Работу сцепления обеспечивает привод сцепления.
При нажатии на педаль сцепления привод сцепления перемещает вилку сцепления, которая воздействует на подшипник сцепления. Подшипник нажимает на лепестки диафрагменной пружины нажимного диска. Лепестки диафрагменной пружины прогибаются в сторону маховика, а наружный край пружина отходит от нажимного диска, освобождая его. При этом тангенциальные пружины отжимают нажимной диск. Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач прекращается.
При отпускании педали сцепления диафрагменная пружина приводит нажимной диск в контакт с ведомым диском и через него в контакт с маховиком. Крутящий момент за счет сил трения передается от двигателя к коробке передач.
lowcars.net
Электромагнитное сцепление, порошковое электромагнитное сцепление автомобилей. Устройство, конструкция, схема и принцип работы. Особенности
Электромагнитным называется сцепление, в котором сжатие ведущих и ведомых деталей осуществляется электромагнитными силами. Электромагнитные сцепления являются постоянно разомкнутыми.
Схема электромагнитного фрикционного сцепления представлена на схеме 1. Нажимной диск 2 соединен пальцами с диском 4, в котором находится электромагнит 8. К электромагниту подводится ток от генератора через щетки 7 и контактные кольца 5. Якорь электромагнита закреплен на кожухе 1 сцепления, который связан с маховиком 11 двигателя.
Схема 1 – Электромагнитное фрикционное сцепление
1 – кожух; 2 – нажимной диск; 3 – якорь; 4 – диск; 5 – кольцо; 6 – муфта; 7 – щетки; 8 – электромагнит; 9 – пружина; 10 – ведомый диск; 11 – маховик
При малой частоте вращения коленчатого вала двигателя сцепление выключено пружинами 9. При увеличении частоты вращения коленчатого вала подводимый ток к электромагниту создает магнитное поле и электромагнит притягивается к якорю. Вместе с электромагнитом перемещается нажимной диск 2, который прижимает ведомый диск 10 к маховику 11 двигателя, и сцепление выключается.
При переключении передач сцепление выключается устройством, которое находится в рычаге переключения передач и прерывает поступление тока в электромагнит.
Муфта 6 предназначена для блокировки сцепления при пуске двигателя буксированием автомобиля.
Порошковое электромагнитное сцепление
Электромагнитное порошковое сцепление представлено на схеме 2. Ведущими деталями сцепления являются маховик 1 двигателя и магнитопроводы 2, прикрепленные к маховику болтами, ведомыми частями – диски 8 из немагнитного материала, приклепанные к ступице, установленной на шлицах первичного вала коробки передач.Схема 2 – Устройство электромагнитного порошкового сцепления
1 – маховик; 2, 3, 6, 7 – магнитопроводы; 4 – обмотка; 5 – вывод; 8 – диск; 9 – картер;
К дискам прикреплены два магнитопровода 6 и 7. В картер 9 сцепления запрессован магнитопровод 3 с обмоткой возбуждения 4, один конец которой соединен с массой автомобиля, а другой – с выводом 5. Магнитопроводы 2, 6 и 7 разделены зазорами, которые заполнены ферромагнитным порошком (жидким или из коррозионностойкой стали), обладающими высокими магнитными свойствами.
Принцип работы
При отсутствии тока в обмотках возбуждения сцепление выключено, так как между его ведущими и ведомыми деталями отсутствует силовая связь.При подведении тока к обмотке возбуждения создается магнитное поле. Под его действием частицы ферромагнитного порошка притягиваются друг к другу и одновременно к магнитопроводам 2, 6 и 7. В результате между ведущими и ведомыми деталями сцепления создается силовая связь, которая зависит от силы тока, поступающего в обмотку возбуждения.
При малой силе тока в обмотке возбуждения сцепление пробуксовывает, что необходимо при трогании автомобиля с места. При увеличении силы тока в обмотке возбуждения буксование сцепления уменьшается до полной блокировки ведущих и ведомых деталей, и сцепление включается.
Особенности
Электромагнитные сцепления относятся к сцеплениям с автоматическим управлением, у которых педаль сцепления на автомобиле обычно отсутствует. Такие автомобили называются автомобилями с двухпедальным управлением. Автоматическое управление сцеплением может быть обеспечено применением вакуумного, пневматического, гидравлического, электрического или комбинированного приводов.
carspec.info
Устройство автомобиля: сцепление
Сцепление
Сцепление – это одна из составляющих трансмиссии. Трансмиссия передает крутящий момент от двигателя на ведущие колеса и изменяет величину крутящего момента, в том числе и его направления. В зависимости от трансмиссии ведущими могут являться, как задние, так и передние колеса. На рисунке 9.1 представлен пример трансмиссии заднеприводного автомобиля.
Рассмотрим первую составляющую трансмиссии – сцепление. Сцепление передает крутящий момент от маховика коленчатого вала двигателя к первичному валу коробки передач.
Составляющими сцепления являются привод и самого механизма сцепления.
Привод выключения сцепления. Каждый механизм в автомобиле начинает свою работу при помощи привода. Так и сцепление. Привод выключения сцепления относится к приводу гидравлического типа. Схема привода сцепления представлена на рисунке 9.2.
- Привод выключения сцепления состоит из следующих механизмов:
- педаль,
- главный цилиндр,
- рабочий цилиндр,
- вилка выключения сцепления,
- нажимной подшипник,
- трубопроводы.
Когда водитель нажимает на педаль сцепления давление его ноги через шток и поршень передается жидкости, а жидкость передает давление от поршня главного цилиндра на поршень рабочего. При помощи штока рабочего цилиндра перемещается вилка выключения и нажимной подшипник. Подшипник передает усилие механизму сцепления. После того как водитель отпустит педаль, возвратные пружины вернут все детали в исходное положение.
Механизм сцепления.
За счет силы трения, в этом устройстве осуществляется передача крутящего момента на ведущие колеса. При помощи этого механизма двигатель и коробка передач разъединяются на короткое время, а затем вновь соединяются.- Составляющие механизма сцепления:
- картер и кожух,
- ведущий диск (которым является маховик коленчатого вала двигателя),
- нажимной диск с пружинами,
- ведомый диск со специальными износостойкими накладками.
Итак, для того, чтобы машина поехала, водитель должен включить сцепление. Это происходит в три этапа:
1. Отпуская немного педаль, водитель предоставляет возможность пружинам нажимного диска подвести ведомый диск к маховику до их соприкосновения. За счет возникших сил трения ведомый диск начинает вращаться. Автомобиль начинает трогаться.
2. Удерживая педаль, мы тем самым удерживаем ведомый диск. Это нужно для того, чтобы скорость вращения маховика и ведомого диска сравнялась. На этом этапе автомобиль начинает увеличивать скорость.
3. На этом этапе диск и маховик вращаются с одинаковой скоростью, передавая крутящий момент коробке передач, а затем на ведущие колеса. Сцепление полностью включено, и машина едет (рисунок 9.3).
Для выключения сцепления необходимо нажать на его педаль. При этом нажимной диск отходит от маховика, ведомый диск освобождается, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач (рисунок 9.4)
Рис. 9.3. Сцепление включено
Рис. 9.4. Сцепление выключено
Основные неисправности сцепления.
Сцепление выключается не полностью. Причина: большой свободный ход педали сцепления, перекос нажимного подшипника, повреждение ведомого диска, поломка пружин. Способ устранения: регулировка свободного хода педали, выпуск воздуха из гидропривода, замена неисправных дисков и пружин.
Сцепление включается не полностью. Причина: малый свободный ход педали, замасливание (износ) фрикционных накладок ведомого диска, поломка пружин. Способ устранения: регулировка свободного хода, чистка или замена дисков, пружин.
Сцепление включается резко. Причина: заедание в механизме привода, задира на рабочих поверхностях дисков или маховика, разрушение фрикционных накладок ведомого диска. Способ устранения: замена неисправных узлов привода, устранение задиры на поверхностях дисков, замена ведомого диска.
Течь тормозной жидкости в приводе выключения сцепления. Причина: течь из главного или рабочего цилиндров, из соединительных трубок. Способ устранения: замена неисправных узлов, прокачка всего гидропривода (удаление воздуха).
www.prava.uz
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
