5.3. Полуцентробежное фрикционное сцепление

Полуцентробежные сцепления в середине прошлого века считались весьма перспективными и получили широкое распространение как на легковых, так и грузовых автомобилях.

В полуцентробежном сцеплении (рисунок 5.9) сжатие ведущих и ведомых деталей осуществляется суммарным усилием, создаваемым периферийными нажимными пружинами (менее жесткими по сравнению с пружинами обычного сцепления) и центробежными силами рычагов выключения сцепления с грузиками, поэтому:

P∑ = Рр∙nпр + S∙kр,

где Рр – рабочее усилие одной пружины; nпр – число периферийных пружин; S – усилие на ведомый диск от центробежной силы одного рычага с грузиком; kр – число рычагов с центробежными грузиками.

В связи с меньшей жесткостью периферийных пружин уменьшается усилие на педаль при выключенном сцеплении.

Из рассмотрения схемы сил (рисунок 5.10), действующих на рычаг с грузиком, следует:

S = Т (а/b) = mгр ωe² R1 (а/b),

где mгр – масса одного рычага с грузиком; ωe – частота вращения коленчатого вала двигателя; R1 – расстояние от центра масс рычага с грузиком до оси вращения.

В полуцентробежных сцеплениях момент сил трения, возникающий в результате воздействия периферийных пружин на нажимной диск, при частоте вращения коленчатого вала, соответствующей частоте при Мe max, как правило, меньше максимального крутящего момента двигателя, т.е. коэффициент запаса сцепления β < 1. В расчетах этих сцеплений он берется в пределах 0,85…0,90.

Рисунок 5.9 – Полуцентробежное сцепление: 1 – грузик; 2 – пружина

На рисунке 5.11 показаны графики изменения суммарного момента трения Мс сцепления автомобиля ГАЗ М-20 «Победа», момента трения Мпр, создаваемого только периферийными пружинами, и крутящего момента двигателя по внешней скоростной характеристике от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Из графика видно, что чем выше частота вращения коленчатого вала двигателя, тем больше усилие на ведомый диск от центробежной силы, создаваемой грузиками. В результате, при высокой частоте вращения коленчатого вала двигателя центробежные силы рычагов с грузиками создают излишне большой момент трения Мс и, следовательно, излишне большую силу P∑, что приводит к значительному увеличению удельного давления на фрикционные накладки.

	Рисунок 5.11 – График зависимостей Мс = ƒ(ne) и Мпр = ƒ(ne) полуцентробежного сцепления
Рисунок 5.10 – Расчетная схема

При трогании автомобиля частота вращения коленчатого вала двигателя мала и требуется небольшое усилие на педаль для выключения сцепления. При переключении же передач при высокой скорости движения автомобиля к педали сцепления в начальный момент выключения необходимо прикладывать значительное усилие для преодоления суммарной силы (от периферийных пружин и центробежной силы), действующей на нажимной диск.

При движении автомобиля в тяжелых дорожных условиях с небольшой скоростью полуцентробежное сцепление может пробуксовывать, что снижает его долговечность.