Фрикционный механизм сцепления автомобиля кгту

Автомобили

Фрикционное сцепление грузовых автомобилей, автобусов и легкой коммерческой техники

Дата публикации: 23.06.2020

ФРИКЦИОННОЕ СЦЕПЛЕНИЕ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ, АВТОБУСОВ И ЛЕГКОЙ КОММЕРЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ

Фрикционное сцепление – один из типов автомобильного компонента механической трансмиссии, передающий крутящий момент от двигателя к колесам. Рассмотрим его устройство и механизм работы на примере однодискового сухого сцепления с фрикционными накладками.

Сцепление, работающее в воздухе, называется «сухим». Наиболее популярным, благодаря надежности конструкции и простоте работы механизма, является однодисковый вариант, состоящий из:

На дисках приклепаны фрикционные накладки. Именно из-за свойств этих материалов и силы трения передается импульс от мотора на колеса автомобиля.

Эти фрикционные накладки, не совсем верно, но называемые специалистами «феродо», довольно быстро стираются. Некоторые механики предлагают их переклепать, что на много дешевле покупки нового диска.

Но задумайтесь, ни на одной официальной станции технического обслуживания такой услуги не предоставляется. Во всяком случае, это не делается их собственными силами.

Фрикционные диски сцепления могут быть восстановлены, но только в заводских условиях производителя. В ином случае, эта запчасть быстро сломается и выведет из строя корзину и муфту.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ФРИКЦИОННОГО СЦЕПЛЕНИЯ

Ведущая часть сцепления (нажимной диск) получает крутящий момент от маховика, передавая на ведомую деталь. Чем больше этот крутящий момент, тем большего диаметра должны быть ведомые диски.

Например, микроавтобусы ГАЗель оснащаются сцеплением диаметра 240мм или 280мм. Автобусы ПАЗ – 362мм, ЛИАЗ – 430мм. Грузовики КАМАЗ и МАЗ – 430мм. Конечно, такое деление очень условно и перечислены только самые распространенные размерности.

Какое именно фрикционное сцепление применяется на транспортном средстве — зависит от двигателя и коробки передач (КПП). Даже сцепление одного размера может иметь различные детали.

Комплекты сцепления КАМАЗ, торговой марки Sachs, 3400700344 и 3400700345 отличаются ведомыми дисками. В то же время фрикционное сцепление ГАЗель с каталожными номерами Сакс 3000950503 и 3000951401 – имеют разные не только ведомые части, но и выжимные подшипники с муфтами.

Иногда довольно сложно правильно подобрать фрикционное сцепление, потому что на одной модели коммерческого автомобиля могут стоять несколько вариантов двигателей и коробок передач. Поэтому обращайтесь в ООО «ГАС Кватро» и мы предоставим вам оригинальные каталожные номера, а также предложим выгодные цены на комплекты сцепления в сборе и отдельные запчасти этого автомобильного узла.

Источник

Устройство и принцип действия сцепления

Про такое узел автомобиля как сцепление знают наверняка все. И многие знают, что нужно оно для возможности безопасного переключения передач и при начале движения автомобиля. Но как же устроено сцепление, этот довольно капризный в освоении в автошколе узел?

Ранее, в статье «Сцепление автомобиля», мы говорили о предназначении и классификации сцеплений. Теперь рассмотрим подробнее устройство и принцип работы самого распространенного типа сцепления — фрикционного сухого однодискового.

Устройство фрикционного сухого сцепления

Сухое фрикционное сцепление состоит из следующих основных частей:

— Маховик;
— Нажимной диск («корзина» сцепления);
— Ведомый диск (диск сцепления);
— Выжимной подшипник (подшипник выключения сцепления) и нажимная муфта;
— Детали привода сцепления.

Маховик. Маховик закреплен непосредственно на коленчатом валу двигателя и именно через него производится передача крутящего момента на трансмиссию. Сегодня обычно используются двухмассовые маховики: одна его часть крепится на коленвале, а вторая играет роль ведущего диска сцепления — на ней закреплены фрикционные накладки, за счет которых обеспечивается вращение ведомого диска. Части маховика соединены через пружины, выполняющие функции демпферов, снижающих уровень вибраций.

Нажимной диск («корзина»). Этот узел состоит из корпуса (который по форме напоминает корзину, за что и получил свое название) и непосредственно нажимного диска, соединенного с корпусом через пружину (или пружины). Пружины постоянно прижимают нажимной диск к ведомому диску, за счет чего и производится передача крутящего момента от двигателя коробке передач. В «корзине» могут использоваться несколько пружин, расположенных по кругу, однако сейчас чаще применяется одна пружина (диафрагма), состоящая из ряда тангенциальных (расположенных по радиусу) пластин. С одной стороны пластины соединены с корпусом, а в центре — с выжимным подшипником. Корзина жестко закреплена на маховике, вращаясь с ним как единое целое.

Ведомый диск. Расположен между маховиком и нажимным диском, его ступица надета на первичный вал коробки передач. Диск имеет сборную конструкцию: его основу составляет металлический диск, на котором с двух сторон находятся фрикционные накладки. Также в диске предусмотрены демпфирующие пружины, которые смягчают удары и делают передачу крутящего момента более плавной.

Выжимной подшипник и нажимная муфта. Это подшипник особой конструкции, который упирается в центральную часть диафрагменной пружины и производит ее сжатие при выжимании сцепления. Выжимной подшипник здесь необходим по простой причине: корзина вращается вместе с маховиком, и если бы не было подшипника, нажимная муфта подвергалась бы сильному износу. Наличие подшипника решает эту проблему, так как муфта давит на его внешнюю часть, которая не вращается, а усилие на пружину передается через внутреннее кольцо.

Детали привода сцепления. Это компоненты включения и выключения сцепления. Сюда входят вилка выключения сцепления (с ее помощью движется нажимная муфта), тросы (механический привод), гидроцилиндры и трубки (гидропривод), педаль и т.д.

Читайте также:  Авто ваз в минеральных водах

Принцип работы фрикционного сцепления

Работа сухого однодискового фрикционного сцепления очень проста и сводится к следующему. Сцепление постоянно включено — это обеспечивается диафрагменной пружиной (или рядом пружин), которая прижимает нажимной диск к ведомому диску и к маховику. В таком положении весь узел сцепления вращается как единое целое, и крутящий момент полностью передается на коробку передач.

При переключении передач сцепление выключается: при нажатии на педаль пружина сжимается (с помощью привода сцепления, нажимной вилки, муфты и выжимного подшипника), ее пластины, закрепленные в «корзине», действуют как рычаги, и отводят нажимной диск от ведомого диска. В этот момент передача крутящего момента от двигателя коробке прекращается и можно переключить передачу.

После включения нужной передачи педаль сцепления отпускается, пружина возвращается в исходное положение, прижимая нажимной диск к ведущему диску и к маховику — передача крутящего момента возобновляется.

Однако главное преимущество и все возможности сцепления проявляются в момент начала движения автомобиля. Сцепление устроено таким образом, что диски могут прижиматься друг к другу с различным усилием, а поэтому передача крутящего момента может производиться в такой степени, в которой это необходимо. Если слегка отпустить педаль сцепления, то диски будут прижаты друг к другу слабо и проскальзывать, соответственно, и крутящий момент будет передаваться на коробку и колесам не полностью — так становится возможным трогание с места и плавный разгон автомобиля.

Двойное сцепление в автомобилях с АКП

В автомобилях с автоматической коробкой передач педали сцепления нет, однако само сцепление присутствует, но управляет им автоматика. При этом в разных типах «автоматов» работают различные типы сцепления. Например, в роботизированных АКП применяется двойное сцепление, которое имеет ряд принципиальных отличий от сцепления, описанного выше.

Двойное сцепление содержит два комплекта пластин, образующих фрикционные муфты, одна из которых отвечает за передачу крутящего момента к первичному валу нечетного ряда передач, вторая — к первичному валу четного ряда передач.

Двойное сцепление работает в масляной ванне (поэтому оно относится к «мокром» типу), в нем используется пакеты из нескольких фрикционных дисков (то есть, это многодисковое сцепление). В нормальном положении пластины разомкнуты и удерживаются с помощью пружин. Сжатие дисков (как переключение передач в АКП) осуществляется с помощью масла, подающегося под давлением в гидроцилиндры муфт.

Другие статьи

Грузовые автомобили «Урал» оснащаются системами регулирования давления воздуха в шинах, в которых применяются гибкие трубопроводы — шланги. О том, что такое шланги системы накачки шин, каких типов они бывают и как они устроены, а также об их выборе, замене и обслуживании читайте в данном материале.

В современных транспортных средствах предусмотрена вспомогательная система, обеспечивающая комфортное движение при осадках — стеклоочиститель. Привод данной системы осуществляется мотором-редуктором. Все об этом агрегате, его конструктивных особенностях, выборе, ремонте и замене — читайте в статье.

Современные транспортные средства оснащаются светосигнальными приборами, установленными в передней и задней части. Формирование светового пучка и его окрашивание в фонарях обеспечивается рассеивателями — все об этих деталях, их типах, конструкции, выборе и правильной замене читайте в данной статье.

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.

Источник

Фрикционный механизм сцепления автомобиля кгту

КГТУ им. А.Н.Туполева каф. АиАХ АВТОМОБИЛИ (Конструкция)

Сцепление предназначено для передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач, кратковременного разъединения двигателя и трансмиссии на время переключения передач, а также плавного соединения их между собой, кроме того, сцепление выполняет функцию ограничителя динамических нагрузок в трансмиссии автомобиля.

По принципу действия сцепления подразделяют на фрикционные и гидравлические.

Наибольшее распространение получили фрикционные сцепления. Они подразделяются по форме и конструкции трущихся деталей на дисковые, конусные, ленточные, колодочные и др.

Конусные и колодочные сцепления применяются редко, а ленточные часто находят применение в трансмиссиях с автоматическими коробками передач.

Дисковые сцепления применяются наиболее часто. Их, в свою очередь, подразделяют на сухие и масляные, одно, двух и многодисковые. По способу создания силы, сжимающей диски, различают: пружинные (с одной центральной пружиной или несколькими периферийными), полуцентробежные (с пружинами и центробежными грузиками), центробежные (только с грузиками) и электромагнитные.

По типу привода управления сцепления делят на четыре группы: с механическим, гидравлическим, пневматическим и электромагнитным приводами.

Кроме общетехнических требований, касающихся простоты конструкции и обслуживания, высокой надежности, минимальной массы, ремонтопригодности и т. п., к сцеплениям предъявляется ряд специфических требований: плавность включения, чистота выключения, полнота включения, минимальный момент инерции ведомых частей, хороший отвод тепла, ограничение динамических нагрузок на элементы трансмиссии и двигатель, легкость включения.

Ниже, при рассмотрении устройства и принципа действия различных видов сцеплений, будут отмечены конструктивные меры, позволяющие исполнить перечисленные требования.

На отечественных автомобилях наибольшее распространение получили фрикционные одно или двух дисковые сцепления сухого типа.

Сцепление включает ведущие элементы – маховик, кожух, нажимные диски и ведомые – ведомый диск и вал сцепления. В многодисковых сцеплениях применяют два и более нажимных и ведомых дисков. Ведомый диск зажат между маховиком и нажимным диском усилием одной центральной или нескольких периферийных пружин.

Читайте также:  Авто неисправность двигателя троит

Чаще всего на легковых и некоторых грузовых автомобилях применяют однодисковые сцепления с центральной диафрагменной пружиной, а на тяжелых грузовых автомобилях двух или многодисковые сцепления с периферийными пружинами (может быть до 28 пружин, расположенных равномерно по окружности нажимного диска).

Кроме ведущих и ведомых деталей в состав сцепления входит механизм управления, служащий для включения и выключения сцепления. Он состоит из педали, элементов проводки (тяги, тросы, качалки), рычагов выключения и нажимного подшипника. В сцеплениях с гидравлическим или пневматическим приводом управление осуществляется посредством давления жидкости или газа.

Момент трения определяется зависимостью:

Mmax – максимальный момент двигателя;

β – коэффициент запаса сцепления;

Rср = (R + r)/2 – средний радиус трения;

μ – коэффициент трения ( μ = 0.3…0.6);

ί – число поверхностей трения.

Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль 6 и через тягу и рычаг 5 воздействует на нажимной подшипник 4. Он смещается в сторону двигателя, нажимает на концы рычагов 3, поворачивает их относительно осей отжимного рычажка 11 и, прилива Б, преодолевая сопротивление пружин 8, отводят нажимной диск от ведомого диска. Сцепление выключается и вал 7 не получает вращения от двигателя. При плавном отпускании педали, диск 1 пружинами 8 смещается в сторону двигателя и прижимает ведомый диск к маховику. Сцепление включается.

В отличие от однодискового, двухдисковое сцепление (рис 4.1.2), имеет два ведомых, и два ведущих диска: промежуточный 3 и нажимной 12, установленные поочередно.

Число ведомых дисков более одного увеличивает поверхность трения при передаче больших моментов. Ступицы ведомых дисков помешены на шлицы вала 14, который одновременно является валом коробки передач. Передний конец вала опирается на шариковый подшипник, установленный в расточке коленчатого вала.

Ведомые диски сцепления зажаты между торцовыми поверхностями маховика и ведущих дисков цилиндрическими нажимными пружинами 10, которые равномерно расположены в кожухе.

Промежуточный ведущий диск 3 имеет рычажный механизм 2, который автоматически устанавливает диск в среднее положение при выключении сцепления.

Отжимные рычажки 4 прикреплены к кожуху вилками и гайками. Наружные концы рычажков шарнирно соединены с нажимным диском 12, а внутренние — с упорным кольцом 9. Педаль сцепления связана с подшипником через вилку 8 выключения, рычаги и тяги.

При нажатии на педаль упорный подшипник 6 переместит вперед кольцо с внутренними концами отжимных рычажков, а наружные концы рычажков 4 отведут назад нажимной диск 12. Под действием рычажного механизма 2 промежуточный ведущий диск 3 отойдет от маховика и нажимного диска, вращение на ведомые диски от коленчатого вала передаваться не будет.

При включении сцепления сначала в контакт с ведомым диском 21 входит задний нажимной диск 12, а потом все остальные диски прижимаются к маховику. Этот порядок обеспечивает плавность включения.

Для повышения чистоты выключения иногда, например, в автомобилях семейства КАМАЗ, применяют устройство принудительного разведения дисков, монтируемое на среднем нажимном диске. Рычажный механизм (рис. 4.1.3), основан на действии рычагов 2 установленных на осях 3, которые закручены пружинами, помещенными в четырех выступах промежуточного диска 1. Рычаги расположены между маховиком 4 (рис. 4.1.3.б) и нажимным диском 6, и при включенном сцеплении они занимают положение, показанное на рис. рис. 4.1.3.б. При этом пружины на осях 3 получают дополнительную закрутку.

При выключении сцепления (рис. 4.1.3.в) нажимной диск 6, отходит от маховика, и рычаг 2 поворачивается усилием закрученных пружин и занимает показанное на рис. 4.1.3.в положение. В этом положении рычаги отталкивают промежуточный диск 1 от маховика и ограничивают сближение с ним нажимного диска.

Применение вместо периферийных пружин диафрагменной нажимной пружины существенно изменяет конструкцию сцепления. На рис.4.2 представлена схема такого типа сцепления.

Пружина 4, рис.4.2.а, в свободном состоянии имеет вид конуса с радиальными прорезями, которые образуют сходящиеся к центру лепестки, выполняющие функцию рычагов выключения. Пружину устанавливают между нажимным диском 3 и кожухом 2. Наружным краем пружина опирается на два кольца 5, прикрепленные к кожуху. При сборке сцепления пружина упирается наружным краем в приливы нажимного диска и прижимает его к ведомому диску, а при выключении (рис.4.2.б) нажимают на нажимной подшипник и пружина, поворачиваясь относительно опорных колец, отходит от выступов нажимного диска.

Упругая характеристика пружины нелинейная (см. рис. 4.2.д), в результате чего в конце хода выключения усилие уменьшается, что облегчает управление сцеплением.

Плавность включения обеспечивается, в основном, увеличением эластичности ведомых дисков путем придания им пружинящих свойств при сжатии их между ведущими элементами сцепления.

Чистота выключения обеспечивается принудительным отводом нажимного диска от ведомого настолько, чтобы зазор между ними был не менее 0,5…0,7 мм. Для этого педаль должна иметь достаточный рабочий ход. Кроме того, необходимо обеспечить (за счет регулировки) одинаковый зазор “а” между пятками рычагов выключения и опорной поверхностью нажимного подшипника.

Полнота включения обеспечивается созданием гарантированного зазора “l” (рис.4.1а) между рычагами выключения и нажимным подшипником.

Минимизация момента инерции ведомых деталей необходима для снижения опасности разрушения зубьев шестерен коробки передач при неудачном включении. Она достигается за счет уменьшения массы ведомой части сцепления, уменьшения диаметра ведомых дисков, увеличения коэффициента трения фрикционных накладок и т.д.

Хороший отвод тепла обеспечивают выполнением вентиляционных окон в корпусе и кожухе сцепления, выполнением на фрикционных накладках радиальных прорезей, приданием рычагам выключения формы лопастей вентилятора, увеличением массивности нажимных дисков и т.д.

Читайте также:  Авто в москве контролером

Ограничение динамических нагрузок достигается за счет выбора минимально-необходимого запаса сцепления и установки гасителя крутильных колебаний.

Гаситель крутильных колебаний ставят, обычно, на ведомом диске. Он предохраняет силовую передачу от появления на ее валах крутильных колебаний, возникающих по причине цикличности работы двигателя внутреннего сгорания и резких изменений угловых скоростей в силовой передаче, при движении по неровной дороге.

При наличии гасителя ведомый диск соединяют со ступицей 6 (рис. 4.3), не жестко, а при помощи шести-восьми пружин 8. Пружины установлены в сжатом состоянии в прямоугольных вырезах фланца ступицы 6, ведомого диска 3 и диска 9 гасителя. Диски 3 и 9 соединены штифтами 5. Для увеличения трения между фланцем ступицы и дисками установлены фрикционные прокладки 4 и регулировочная шайба 7.

Когда усилие через диск не передается, прорези на нем и фланце ступицы 6 совпадают. При включении сцепления усилие от диска 3 на ступицу 6 передается через пружины 8. Пружины сжимаются и диск 3, несколько, смещается относительно ступицы 6, что увеличивает плавность включения. Смещение сопровождается трением между прокладками 4 и дисками, что приводит к гашению колебаний.

Установка гасителя позволяет изменить частотную характеристику трансмиссии и добиться исключения явления резонанса крутильных колебаний.

Легкость управления достигается подбором необходимых передаточных отношений в механизмах управления сцеплением, применением, где возможно, подшипников качения для повышения КПД передачи усилия управления, использованием гидро- и пневмоприводов, а также усилителей.

При изучении данного вопроса ограничимся рассмотрением механического и гидравлического устройств управления сцеплением.

Механический привод включает в себя педаль сцепления (рис. 4.4), выжимной подшипник 3, вилку б выключения сцепления, рычаг 9 вилки и тягу 8. Нажатием на педаль 1 с помощью тяги, рычага и вилки перемещается вперед выжимной подшипник 3. Он нажимает на внутренние концы отжимных рычажков 4, которые наружными концами отводят нажимной диск от маховика, освобождая ведомый диск, т. е. сцепление выключается.

Для включения сцепления педаль отпускают. Под усилием пружин педаль, рычаг вилки и выжимной подшипник отходят назад, а нажимной диск под действием пружин прижимает ведомый диск к маховику. При включенном сцеплении между выжимным подшипником 3 и отжимными рычажками Одолжен быть зазор, который соответствует определенному свободному ходу падали.

Гидропривод (рис. 4.5) обеспечивает более плавное нарастание силы трения между дисками сцепления. Основные элементы гидропривода — бачок 1 с тормозной жидкостью, рабочий 17 и главный 3 цилиндры, тяги, шланги и педаль. Педаль 7 сцепления, главный цилиндр 3 с рычагами и тягами составляют отдельный блок, прикрепленный болтами к кабине автомобиля. Педаль удерживается в исходном (крайнем заднем) положении пружиной 6. Главный цилиндр 3 соединен питающим шлангом 2 с бачком, а гибким соединительным шлангом 8 — с рабочим цилиндром 17.

При нажатии на педаль 7 сцепления усилие от нее передается толкателю 5 главного цилиндра. Под действием толкателя поршень 9 перемещается вперед и вытесняет жидкость в рабочий цилиндр.

Зазор между нажимным подшипником и рычагами выключения сцепления регулируется за счет длины толкателя 15, зазор между поршнем 9 и толкателем 5 главного цилиндра, обеспечивающий свободный ход педали, регулируется за счет длины штока 5.

Кроме рассмотренных приводов управления сцеплений достаточно широко применяются приводы с пневмоусилителями, а также электровакуумные приводы.

Электромагнитное сцепление бывает без ферронаполнителя и с ферронаполнителем (рис 4.6).

Сцепление без ферронаполнителя состоит из связанного с двигателем сердечника 2 электромагнита, рис.4.6а, его обмотки 3 и якоря 4, установленного на шлицах первичного вала коробки передач.

Напряжение к обмотке подводится через щетку 1, кольцо 7 и “массу” автомобиля. Под воздействием электромагнитного поля якорь 4 притягивается к сердечнику 2. В результате возникает трение, обеспечивающее передачу момента от двигателя к коробке передач.

При выключении обмотки 3 пружина 5 отводит якорь 4 от сердечника и сцепление выключается.

В таком сцеплении легко автоматизировать процесс управления, но плохо то, что сердечник приходится выполнять из чистого железа (для улучшения электромагнитных свойств), а с точки зрения износостойкости требуется достаточно твердая сталь.

В последнее время находит применение сцепление с ферронаполнителем, рис.4.6б

Сердечник 2 электромагнита (ведущий элемент) с обмоткой 3 установлен на маховике 8 двигателя, а якорь 4 (ведомый элемент) – на шлицах первичного вала коробки передач. Пространство между якорем и сердечником (зазор 0.6…0.8 мм) заполнено ферропорошком или ферроэмульсией. Напряжение к обмотке подводится через щетку 1 и кольцо 7. В результате намагничивания частиц ферронаполнителя они притягиваются одна к другой и к рабочим поверхностям сердечника и якоря и, таким образом, соединяют ведущую и ведомую части сцепления.

В таком сцеплении почти не изнашиваются рабочие поверхности сердечника и якоря, можно плавно регулировать передаваемый момент за счет регулирования напряжения питания обмотки. Однако вращающиеся детали очень массивные, что усложняет процесс переключения передач в коробке.

Ведомые диски сцепления изготавливают из сталей 85 (ГАЗ) или 50 (ЗИЛ), ступицы ведомых дисков из сталей 30 или 40Х. Для нажимных дисков применяется чугун марки СЧ18-36. Пружины сцепления изготавливают из сталей 60Г, сталь 85 или 50ХФА.

Фрикционные накладки изготавливают из прессованных тканевых, плетеных, металлокерамических или синтетических фрикционных материалов. В качестве наполнителя при прессовании применяются металлы или минеральные вещества (медь, цинк, графит), а связующим являются синтетические смолы, каучук и др.

Источник

Поделиться с друзьями
admin
Оцените автора
( Пока оценок нет )
Расскажем обо всем понемногу