Файл: Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие.pdf

преимущественное распространение. До двадцатых годов были распространены сцепления конусного типа. В последующем и в настоящее время дисковые и, в частности, однодисковые сухие сцепления стали преобладающими на автомобилях со ступенчатыми трансмиссиями. Многодисковые сцепления с дисками, работа­ ющими в масле, применяются в основном в автоматических транс­ миссиях.

Однодисковые сцепления просты, дешевы, обеспечивают хо­ роший отвод тепла от трущихся пар и вполне надежную работу. При малых размерах и весе они отличаются высокой износостой­ костью и удобны в обслуживании. Однако если передаваемый сцеплением момент М с велик, более 700—8QCLH • м (70—80 кгс-м), то диаметр дисков однодискового сцепления становится большимл Применение двух- и многодисковых сцеплений позволяет умень­ шать диаметр дисков, а вместе с тем и размеры сцепления, хотя конструктивно эти сцепления сложнее однодисковых.

Наиболее изнашивающимся элементом сцепления является фрикционная накладка. Поэтому важной задачей является обес­ печение ее высокой износостойкости даже в тяжелых условиях работы.

94

Несколько типичных конструкций дисковых сЦеплений, при­ меняющихся на автомобилях отечественного производства как с пружинами, расположенными по окружности нажимного диска, так и с центральной пружиной, приведено на рис. V. 1 и рис. V.2.

Число пружин, размещаемых по окружности нажимного диска, зависит от наружного диаметра фрикционной обшивки и колеб­

с двигателем мощностью 135 кВт (180 л. с.) представлен на рис. V. 1. Двадцать восемь пружин 4, расположенных по окружности нажим­ ного диска /, создают общую силу давления на диск в 17,8 кН (1820 кгс). Выключение сцепления осуществляется четырьмя рычагами 2, на внутренние концы которых передается давление от подшипника 5..

95

Минимальный. " ход мі/срты Выкпючіния

Рис. V. 1. Однодисковое сцепление с периферийно расположенными пружинами

96

При увеличении числа пружин диаметр проволоки каждой пружины может быть уменьшен, что при неизменном диаметре пружин повысит их эластичность. Это важно для пружин, распо­ ложенных непосредственно на нажимном диске, так как длина этих пружин должна быть малой.

При использовании одной центральной пружины 1 (рис. V.2, а) усилие от пружины на нажимной диск передается вееро­ образно расположенными рычажками 2, что несколько усложняет конструкцию муфты. Характеристика конической нажимной пру-

Рис. Ѵ.З. Сцепление с диафрагменной пружиной: а — вклю­ ченное; б — выключенное; в — диафрагменная пружина; г — характеристика диафрагменной пружины

жины 1 приведена на рис. Ѵ.2, б, где по оси абсцисс отложены зна­ чения сжимающего усилия Р в кН, а по оси ординат—-деформа­ ция пружины h в мм.

Использование сцеплений с периферийно расположенными пружинами на быстроходных двигателях может привести к допол­ нительным нагрузкам и деформациям пружин и отжимных рычагов под влиянием значительной центробежной силы. Это может нару­ шить нормальную работу сцепления. Указанное не будет иметь места при применений сцеплений с диафрагменными пружинами (рис. Ѵ.З).

По конструкции сцепление с нажимной пружиной диафрагмен­ ного типа проще и компактнее сцепления с периферийно располо­ женными пружинами.

98

Сила давления на педаль в зависимости от положения педали в конце ее хода изменяется незначительно (это видно из кривой Р = f (I) на рис. Ѵ.З, г), что облегчает работу водителя по выклю­ чению сцепления.

Материал ведущих дисков и маховика должен обладать хоро­ шими фрикционными свойствами при работе в сочетании с наклад­ ками. Этим материалом является серый чугун марок СЧ 21—40, СЧ 24—44. Реже применяется легированный чугун с присадками хрома, никеля, молибдена. Твердость по Бринелю после нормали­ зации для указанных марок чугунов колеблется в пределах НВ 143—241.

Ведомые диски изготовляются из стального листа толщиной от 1,3 до 2 мм. Обычно применяется средне- и высокоуглеродистая сталь марок 50, 65, 85, позволяющая придать диску необходимые пружинящие свойства. Термообработка — закалка в масле с по­ следующим отпуском в штампе. Твердость после термообработки RC 38—52.

Кожух сцепления обычно изготовляется путем холодной штам­ повки из листов марок стали 08 и 10, допускающей глубокую вытяжку. Толщина листа — в пределах 2,5—4 мм.

Вотношении нагрева наиболее уязвимы многодисковые сцепле­ ния, так как отвод тепла особенно от внутренних дисков затруднен. N

При применении специальных типов фрикционных накладок (в том числе металлокерамических) сцепление работает нормально при более высоких температурах.

Вконструкции сцепления должно быть обращено внимание на тепловую изоляцию нажимных пружин, для чего обычно приме­

няются теплоизолирующие шайбы (см. рис. V. 1).

Плавное и достаточно быстрое включение сцепления может быть осуществлено при переменной скорости ѵд перемещения нажимного диска на величину AI (рис. V.4, а). Выбирание зазоров между трущимися парами может происходить при быстром пере­ мещении нажимного диска (линия аб). Начиная с момента «схва­ тывания» сцепления (точка б), скорость перемещения нажимного диска ид, особенно при трогании автомобиля с йеста, должна резко падать до полного включения сцепления (точка в). В обычных сцеплениях указанное изменение скорости включения сцепления осуществляется водителем, а в сцеплениях с автоматизированным приводом — специальным программным автоматом [Ѵ.2, 4, 5].

Плавность включения сцепления возрастает также при при­ менении разрезного ведомого диска с неплоскими секторами 1, к которым приклепывается фрикционная накладка (рис. Ѵ.4, б). При включении сцепления поверхность трения диска вступает в действие неодновременно, что повышает плавность сцепления.

Зависимость между нагрузкой Р и осевой деформацией для разрезного ведомого диска сцепления грузового автомобиля (2,5 т) выражается параболической кривой, представленной на рис. Ѵ.4, в.

Частично повышению мягкости сцепления и уменьшению пиковых моментов способствуют тангенциально расположенные в ведомом диске пружины 2 (рис. Ѵ.5), хотя основным назначением пружин, работающих в сочетании с фрикционным элементом, является гашение крутильных колебаний системы вал двига­ теля — трансмиссия.

а>

Гаситель крутильных колебаний состоит из упругого и фрикци­ онного элементов (рис. Ѵ.5). Упругим элементом гасителя колеба­ ний являются тангенциально расположенные пружины 2. Фрик­ ционный элемент дискового типа состоит из двух фрикционных колец 3, зажатых между фланцем 4 ступицы и деталями 1. Момент трения фрикционного элемента может регулироваться стяжными болтами с тарельчатыми пружинами 5.

При использовании упругого элемента из резины фрикционный элемент отсутствует вследствие значительного внутреннего трения резины.

Высокая плавность включения может быть достигнута при применении гидромуфты или электромагнитной муфты с жидким

100

или сухим наполнителем. К преимуществам муфт этого типа по­ мимо значительного снижения динамических нагрузок относится возможность работы с пробуксовкой без существенного износа. Возможность длительной работы с пробуксовкой без перегрева сцепления облегчает управление автомобилем, допуская трогание с места на более высоких передачах.

Муфта сцепления в сборе балансируется с точностью 0,3— 0,7 Н-см (30—70 гс-см) в зависимости от ее размеров и быстро­

Для уменьшения ударных нагрузок на зубья шестерен ступен­ чатых коробок передач при переключении, а также для уменьше­ ния работы трения в синхронизаторах необходимо снижать мо­ менты инерции ведомого диска сцепления и кинематически свя­

отработанным агрегатом автомобиля. Вес ее больше, чем сцепле­ ния фрикционного типа. Однако общий вес автомобиля при при­ менении гидромуфты меняется незначительно, так как гидромуфта выполняет функции маховика двигателя. Ведущее (насосное) колесо 1 гидромуфты приводится во вращение от вала двигателя. Ведомое (турбинное) колесо 2 связано через однодисковое сцепле­ ние 3 с валом коробки передач. Как насосное, так и турбинное колеса на легковых машинах изготовляются штамповкой из мало­ углеродистой стали и заключены в корпус 4, заполненный на 80— 85% своего объема жидкостью (турбинным маслом).

Большое внимание необходимо уделять уплотнениям, исклю­ чающим возможность вытекания жидкости из полости муфты. Уплотнительное кольцо 5 поджимается пружиной 6.

Характеристика гидромуфты приведена на рис. V.7. Момент двигателя при полном открытии дроссельной заслонки представлен кривой 1, момент на валу турбины — кривой 2.

Величина скольжения вала турбины s в % определяется фор­

мулой s = Ян ~ Пт 100, где п„ и пт— числа оборотов в минуту Ян

валов насоса и турбины. На рис. V.7 представлены кривые s для случаев полного открытия дросселя (кривая 5) и при равно­ мерном движении автомобиля с малым сопротивлением по горизон­ тальной дороге, имеющей твердое покрытие (кривая 6),

Коэффициент полезного действия гидромуфты выражается формулой

где М = М т— моменты на валу насоса и турбины (в гидромуфте равны друг другу).

101