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

Допустимые напряжения кручения для пружин сцепления под действием силы Р не должны превосходить 700—750 МПа [(7— 7,5) 103 кгс/см2].

Пружины сцепления изготовляются из стальной проволоки марки 65Г, 85Г и др. Термообработка — закалка в масле с после­ дующим отпуском. Твердость HRC 38—45.

При расчете сцепления с центральной пружиной необходимо учитывать передаточное число между пружиной и нажимным диском.

Большое внимание должно быть уделено способам регулировки сцепления для компенсации износа фрикционных обшивок. К регу­ лировочным деталям должен быть обеспечен хороший доступ; регулировка должна быть несложной и отличаться стабильностью. Конечно, лучшим решением вопроса была бы полная замена ручной регулировки автоматической.

Соединение ступицы ведомого диска с валиком сцепления осуществляется шлицами прямоугольного или эвольвентного1 профиля.

Шлицы рассчитываются на смятие и срез по формулам: на смятие

где Dm и dm— наружный и внутренний диаметры шлицевого соединений; /ш — длина контакта шлицованной части ступицы с валом; гш — число шлицев (от 6 до 16); Ьш— ширина.шлица.

Центровка ступицы на валу обычно производится по боковым граням или выступам шлицев.

При Ад = 1 напряжения выполненных конструкций составляют на смятие а = 15 -ь 30 МПа (150—300 кгс/см2) и срез т = 5 -н -5- 15 МПа (50—150 кгс/см2).

Характеристика фрикционных пар дана в гл. III.

§ 23. ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ И ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ СЦЕПЛЕНИЯ

Срок службы сцепления до ремонта определяется износо­ стойкостью его фрикционной накладки. Износ накладки зависит от величины работы буксования трущихся пар L, связанной в зна­ чительной степени с режимами включения сцепления, а также от температуры трущихся пар.

Рассмотрим трогание с места и разгон автомобиля на передачах (рис. V.18), где cüm и соа — угловые скорости валов двигателя и сцепления.

1 Размеры эвольвентных шлицев (ГОСТ 6033—51).

117

При рассмотрении процесса включения сцепления можно

прикосновения трущихся пар отпускается медленно, что уве­ личивает время и работу буксования.

Для этого режима включения сцепления коэффициент k3 = = 0,6 -г- 0,9.

Изменение угловой скорости вала двигателя сот и вала сце­ пления соа при трогании автомобиля с места видно из рис. V.18, а и б. ■

В точке а начинается рост оборотов двигателя. Время t 0 от начала трогания автомобиля с места (точка б) до точки со4, когда (öm = соа, соответствует периоду буксования сцепления. Время буксованияt0 в зависимости от режима включения сцепления имеет следующие значения (трогание с места): при резком включе­ нии tо = 0,6 1,1 с; при плавном t0 = 1,6 н- 2,5 с.

118

При последующем разгоне скорость автомобиля возрастает до ѵъ соответствующей максимальной угловой скорости вала двигателя со2.

Эта максимальная угловая скорость вала двигателя опреде­ ляется или ограничителем оборотов, применяемым на двигателях грузовых автомобилей, или же устанавливается по усмотрению водителя.

В точке г сцепление выключается, газ сбрасывается и угловая скорость вала двигателя падает до ©!• Темп падения угловой скорости вала двигателя при сбрасывании педали газа и выключе-

ляет 94— 105 1/с2 (900— 100 об/мин/с) при нормальном тепловом режиме шестицилиндрового карбюраторного двигателя с Nm — = 55 кВт (75 л. с.). За время tx между точками г и д и время последующего выбега происходит переключение передач. Далее отпускается педаль сцепления и одновременно путем нажатия на педаль акселератора увеличивается сот . В момент времени, соответствующий точке е, угловая скорость вала двигателя, достигшая сод, падает вследствие «схватывания» сцепления. Время t'0 соответствует буксованию сцепления при переключении передач. В точке ж угловая скорость вала двигателя состав­ ляет со4, после чего начинается разгон автомобиля на следующей передаче.

Скорость автомобиля ѵ, достигшая в точке г максимального значения на данной передаче, падает в период t3 за счет затухания скорости движения до скорости в точке е. С началом «схватывания» сцепления скорость автомобиля начнет возрастать. Полное врвмя переключения передачи обозначено буквой tA.

Для определения основных параметров, характеризующих работу сцепления, рассмотрим модель двигатель — автомобиль, представленную на рис.Ѵ. 19 [11.13].

119

Принятые обозначения:

Jm— момент инерции маховика и приведенных к нему деталей двигателя; J а— момент инерции автомобиля и прицепа, приве­ денный к валу сцепления

ментами инерции Jm и / а после окончания буксования сцепления; пт, па, п 0— числа оборотов в минуту, соответствующие tom, соа, со0; а — угол буксования сцепления.

Величина работы буксования L определяется уравнением

а

L = } Mcda.

о

Первый метод расчета. Положим, что сцепление включается мгновенно, что приближенно соответствует выше рассмотренному случаю резкого включения сцепления \ и за период включения сцепления М т, Ма и Mt постоянны. Тогда можно написать следую­ щие уравнения количества движения [11.11].

Для ведущей системы двигатель — сцепление (система А)

Лп(шт — ®о) + M mt0 = МЛ-

Для ведомой системы сцепление — автомобиль (система Б)

J аК — ®а) + М Л = М Л .

Исключая из последних двух уравнений t0, можно опреде­ лить угловую скорость ю0 после окончания буксования сцепления

На рис. Ѵ.19, б представлен расчетный грйфик угловых скоро­ стей вала двигателя com и вала сцепления соа. В конце (0 буксование сцепления закончено и система вал двигателя — вал сцепления1

1 При этом влияние «стиля» вождения автомобиля отдельными водителями исключается.

120

вращается с одинаковой угловой скоростью оз0. В последующем имеет место разгон автомобиля без буксования сцепления до достижения установившейся скорости

Время буксования сцепления t0 можно найти из двух уравне­ ний системы двигатель — сцепление А и сцепление — автомо­

биль Б, исключая coj,

Угол буксования сцепления а определяется по формуле

®®б- Ср^Оі

где юб ср— средняя угловая скорость буксования. Из того же рис. Ѵ.19, б следует, что

,,__(Иш— Ма)тО

ср — о *

Следовательно,

действительных, так как время буксования сцепления при мгно­ венном его включении будет минимальным. При замедленном темпе включения сцепления резко увеличивается работа трения, нагрев и износ накладки.

Второй метод расчета. Этот метод учитывает фактическое про­ текание процесса включения сцепления2, состоящего из двух этапов:

1) увеличение момента сцепления Мс при включении от нуля до Ма, когда автомобиль начинает трогаться с места;

2) увеличение Мс до значения, при котором буксование сцеп­ ления прекращается.

Работа двигателя на первом этапе 'продолжительностью расходуется на буксование и нагрев сцепления; длительность

1Имеется в виду, что соП1 и соа в зависимости от времени изменяются по закону прямой.

2Второй метод расчета является также приближенным, так как неизвестен

характер изменения Мс = f (t) для разных условий эксплуатации и квалифика­

ции водителей.

Для уточнения расчета работы буксования и нагрева сцепления необходимо значительно увеличить объем исследований процесса включения фрикционного сцепления с соответствующей обработкой полученных результатов методами мате­ матической статистики.

121

этого этапа должна быть "возможно меньшей. Величина работы буксования сцепления на первом этапе L x будет

Работа двигателя на втором этапе продолжительностью t2затра­ чивается на ускорение ведомого вала сцепления и связанной с ним трансмиссии. При этом преодолеваются внешние сопротивле­ ния движению автомобиля.

Величина работы буксования сцепления за второй этап может быть представлена формулой

Угловая скорость вала двигателя при включении сцепления может быть принята постоянной и равной угловой скорости, соответствующей максимальному моменту двигателя.

Как видно из формул (V. 19) и (Ѵ.21), работа буксования сцепле­ ния существенно увеличивается при увеличении разности сот — соа. Для уменьшения работы буксования, а следовательно, и износа пар трения сцепления водитель должен стремиться к уменьшению разности сот — соа. Наибольшие значения этой разности будут

122