Загальна конструкція елементів зчеплень
- Ведучі елементи.
- Ведені елементи.
- Підсилювачі.
- Пристрої ( робочі тіла ), що з’єднують ведучі та ведені елементи.
- Гасителі крутильних коливань.
- Привід та системи керування.
Рис. 25. Однодискове сухе фрикційне зчеплення з діафрагмовою пружиною та механічним приводом:
1- картер; 2- підшипник вимкнення зчеплення; 3- втулка опорна вала вимкнення зчеплення; 4- вилка вимкнення зчеплення; 5- натискна пружина; 6- ведений диск; 7- маховик; 8- натискний диск; 9- кожух зчеплення;
10- первинний вал коробки передач; 11- трос; 12- педаль зчеплення;
13- муфта підшипника вимкнення зчеплення; 14- пластина, що з’єднує кожух зчеплення з натискним диском; 15-пружина демпфера; 16-маточина ведучого диска.
Рис. 26. Подвійне сухе фрикційне зчеплення з механічним приводом та автоматичним керуванням
Рис. 27. Констркція однодискового фрикційного сухого зчеплення з діафрагмовою пружиною натискної дії та гідравлічним приводом
а). б).
Рис. 28. Схема роботи фрикційного однодискового зчеплення:
а). Зчеплення включено. б). Зчепленя виключено.
Рис. 29. Деталі однодискового сухого зчеплення автомобіля ЗИЛ:
1. Фрикційні накладки веденого диска; 2. Ступиця веденого диска;
3. Пластина фрикційного демпфера; 4. Ведений диск; 5. Мастиловідбивна маточина веденого диска; 6. Диск демпфера; 7. Кільце демпфера; 8. Опорна пластина пружинного демпфера; 9. Балансувальний вантаж; 10. Натискний диск; 11. Демпферна пружина; 12. Вушко натискного диска; 13. Кожух зчеплення.
Гасник крутильних коливань має вісім пружин встановлених у прямокутних отворах диска 6 та кільця 7.
Рис. 30. Конструкція веденого фрикційного диска зчеплення з подвійними демпферними пружинами та фрикційними накладками для передачі крутного моменту та накладками гасіння крутильних коливань
Система гасіння коливань складається з фрикційної частини і по одному комплекту пружин для гасіння крутильних коливань при передачі крутного моменту і другого комплекту пружин для гасіння коливань під час роботи двигуна на холостому ходу. Фрикційні накладки закріплені на знімній частині веденого диску з тонкої пружинної сталі. Відповідно до вимог екологічної безпеки накладки не повинні вміщувати у своєму складі важких металів, шкідливих матеріалів, як свинець, азбест тощо. Накладки ZF Sachs виготовлені з органічних матеріалів і короткочасно витримують температуру до 400 0С. Агломераційні накладки ZF Sachs, які виготовлені з неорганічних матеріалів витримують значно більші навантаження.
Рис. 31. Ведучий елемент-нажимний диск зчеплення автомобіля
АКОР Мерседес з діафрагмовою пружиною
Діафрагмові пружини останнім часом використовуються і на вантажних автомобілях. Привыд зчеплення гідравлічний з пневмопідсилювачем.
Рис. 32. Конструкція ведучих елементів зчеплення XTend (кожух, натискний диск з мембранною пружиною)
Конструкція зчеплення виключає залежність пересування діафрагмової пружини від зносу фрикційних накладок. Для цього між діафрагмовою пружиною та натискним диском зчеплення розташований механізм компенсації зносу фрикційних накладок.
Рис. 33. Обладнання компенсації зазору при зношенні фрикційних накладок
Зношення накладок змінює розташування діафрагмової пружини, оскільки натискний диск пересувається в сторону маховика. Пелюстки діафрагмової пружини теж пересуваються.
При кожному вмиканні зчеплення обмежувач на корпусі фіксує зношення фрикційних накладок та піднімає пружинний стопор на величину зношення над установочними кільцями.
Клиноподібний повзун, що підтягується пружиною та заходить в зазор і фіксує пружинний стопор у припіднятому стані. При вимкненні зчеплення проходить скидання навантаження з обох кілець в осьовому напрямку.
За рахунок попереднього натягування пружин установочних кілець, нижнє установочне кільце повертається так, що верхнє кільце знову прилягає до пружинного стопору. Мембранна пружина займає вихідне положення, що компенсує зношення накладок.
Рис. 34. Конструкція сухого дводискового зчеплення з діафрагмовою пружиною
Дводискове зчеплення забезпечує передачу великого крутного моменту та зменшує при цьому габаритні розміри зчеплення. В зчепленні використовуються ведені диски з малим моментом інерції, що покращує вмикання передач. Встановлені у проміжному і натискному дисках гвинтові пружини забезпечують роз’єднання дисків.
Рис. 35. Самоцентрувальний вижимний підшипник та гідравлічний привід зчеплення
Вижимні підшипники призначенні для короткочасної роботи при вимиканні (вмиканні) зчеплення. Якщо підшипник працює постійно, це зменшує ресурс його роботи та приводить до передчасного виходу з ладу. Для уникнення цього між підшипником та важелями виключення зчеплення (пелюстками діафрагмової пружини) повинен підтримуватися зазор який виключає постійну роботу підшипника, а тільки під час вимикання (вмикання) зчеплення.
Рис. 36. Вижимний підшипник з вбудованим концентричним робочим циліндром та гідравлічним приводом зчеплення СSC (Concentric Slave Cylinder)
Використовуються при недостатку простору в конструкції для установки звичайного приводу зчеплення.
Приводи зчеплення
Забезпечення плавного та повного вмикання (вимкнення) передачі крутного моменту від двигуна до коробки передач шляхом натискання (відтискання) на вижимний підшипник та відокремлення натискного ведучого диска від веденого.
Вимоги
Легкість керування, надійність конструкції, простота та доступність обслуговування.
Класифікація
Механічний, гідравлічний, комбінований пневмогідравлічний, електромеханічний, електровакуумний, з автоматичним керуванням та неавтоматичним.
Конструкція приводу
Педаль зчеплення, сервопружина, система тяг та важелів механічного приводу, або головний та робочий циліндри, трубопроводи, резервуар робочої рідини гідравлічного приводу, гідронасос, вижимний підшипник, датчики, модулятори, блок керування та виконавчі органи системи автоматичного керування.
Рис. 37. Механічний привід зчеплення автомобіля ЗИЛ-131:
1.Педаль зчеплення; 2. Важелі вимкнення зчеплення; 3. Відтяжна пружина педалі зчеплення; 4. Втулка вилки вимкнення зчеплення; 5. Фланець вилки вимкнення; 6. Пружина тяги виключення; 7. Важіль тяги виключення;
8. Сферична гайка регулювання вільного ходу.; 9. Контргайка; 10.Тяга;
11. Картер зчеплення; 12. Віджимний кульовий упорний підшипник виключення зчеплення; 13. Муфта підшипника виключення зчеплення;
14. Вилка виключення зчеплення; 15. Повздовжній лонжерон несівної системи; 16. Кронштейн вала педалі зчеплення; 17. Вал педалі зчеплення;
18. Важіль виключення зчеплення; 19. Латунні втулки вала педалі;
20. Маслянка вала виключення; 21. Маслянка втулок вала педалі.
Принцип дії
При натисканні водієм на педаль зчеплення 1, зусилля від ноги через важіль 1, вал 17, важіль 18, тягу 10, важіль 7, вилку виключення зчеплення, передається до вижимного підшипника, який натискає на важелі 2 вимкнення зчеплення, які відтискають натискний ведучий диск від веденого. Передача крутного моменту до коробки передач припиняється, що дає змогу виключити передачу та припинити рух, або переключитись на іншу передачу. Перед початком руху є можливість включити передачу та почати рух.
Застосування важелів зменшує натискне зусилля водія на педаль зчеплення.
До переваг механічного приводу відноситься простота та надійність конструкції, а до недоліків – погана ізоляція кабіни в місці установки педалі зчеплення. При значних зусиллях на педалі зчеплення використовують підсилювачі.
Рис. 38. Механічний штовхаючий привод зчеплення
Принцип дії
При натисканні водієм на педаль зчеплення, зусилля від ноги через важелі, що збільшують зусилля, передається до вижимного підшипника, який натискає на важелі або діафрагмову пружину зчеплення, які відтискають нажимний ведучий диск від веденого. Передача крутного моменту до коробки передач припиняється, що дає змогу виключити передачу та припинити рух, або переключитись на іншу передачу. Перед початком руху є можливість включити передачу та почати рух.
Рис. 39. Схема механічного тросового приводу виключення зчеплення:
1-колінчастий вал; 2- маховик; 3- ведений диск; 4-натискний диск; 5- кожух зчеплення; 6- нажимні пружини; 7- віджимні важелі, 8- підшипник виключення зчеплення; 9- вилка; 10- трос; 11- важіль; 12- педаль;
13,15- шестірня і первинний вал коробки передач; 14- картер коробки передач.
Для вимкнення зчеплення водій натискає на педаль 12 вимкнення зчеплення, тяга тисне на верхній кінець важіля 11, який може повертатися на осі у середині важіля. При цьому нижній кінець важіля 11 відтягує трос 10 і нижній кінець важіля 9, що повертається на осі в середині важіля. Верхній кінець важіля тисне на вижимний підшипник, який тиснучи на важелі 7 виключення зчеплення відтискає натискний диск 4 від веденого 3 та припиняє передачу крутного моменту.
Рис. 40. Тросовий механічний тяговий привод зчеплення з діафрагмовою пружиною
Принцип дії
Для вимкнення зчеплення водій натискає на педаль вимкнення зчеплення, верхній кінець важіля якої відтягує трос у сторону зворотну напряму натискання. При цьому другий кінець троса відтягує нижній кінець важіля з вижимним підшипником до пелюстків діафрагмової пружини. При натисканні підшипника на пелюстки по внутрішньому діаметру відтискається натискний диск від веденого та припиняється передача крутного моменту.
Рис. 41. Гідравлічний привод зчеплення
Гідравлічний привод установлюється на легкових автомобілях, вантажних автомобілях малої та середньої вантажопідйомності, а також на автобусах при значному віддаленні зчеплення від місця водія.
До позитивної сторони гідравлічного приводу відноситься значно більший коефіцієнт корисної дії ніж у механічного, можливість використовувати з автоматичними системами керування. Разом з тим гідравлічний привід менш надійний ніж механічний та більш складний.
Конструкція
Педаль вимкнення зчеплення, головний циліндр зчеплення, бачок з робочою рідиною, робочий циліндр, трубопроводи, елементи автоматичних систем керування.
Принцип дії
При натисканні водієм на педаль зчеплення, штовхач тисне на поршень головного циліндра зчеплення і стискує робочу рідину, яка по трубопроводам передає тиск на поршень робочого циліндра. Пересуваючись під тиском поршень через штовхач відхиляє нижню частину вилки виключення зчеплення, яка верхньою частиною, що переміщається у зворотному напряму тисне на вижимний підшипник. Пересуваючись, підшипник тисне на важелі виключення зчеплення, або діафрагмову пружину і відтискає ведучий натискний диск від веденого, що припиняє передачу крутного моменту від двигуна до коробки передач і дає можливість вімкнути (вимкнути) передачу або переключитись на іншу. При відпусканні педалі зчеплення тиск у трубопроводах зменшується до атмосферного і деталі повертаються у вихідне положення.
Рис. 42. Гідравлічний привод зчеплення з концентричним силовим циліндром
Принцип дії
Принцип дії аналогічний гідравлічному приводу з розташуванням робочого циліндра поза зчепленням. Схема гідравлічного приводу з концентричним силовим циліндром спрощує конструкцію приводу.
Комбінований гідропневматичний привід зчеплення з підсилювачем
Установлюється на автомобілях великої вантажопідйомності де є пневмосистема. Пневматичний підсилювач істотно зменшує зусилля водія на педалі зчеплення.
До конструкції приводу входить педаль керування зчепленням, головний циліндр, пневматичний підсилювач розташований у одному блоці зі слідкуючим пристроєм, робочий циліндр, трубопроводи, робоча рідина.
Рис. 43. Пневматичний підсилювач та головний циліндр приводу керування зчепленням автомобіля КАМАЗ-4310:
23. Впускний клапан; 24. Випускний клапан; 25. Сідло діафрагми;
26. Діафрагма; 27. Корпус слідкуючого поршня; 28. Сапун; 29. Слідкуючий поршень; 30. Перепускний клапан; 31. Сферична регулювальна гайка;
32. Штовхач поршня; 33. Задній корпус; 34. Поршень виключення зчеплення; 35,37. Розпірні втулки; 36. Шток поршня; 38. Манжета поршня; 39. Корпус комбінованого ущільнення; 40. Пневматичний поршень; 41. Сідло клапана; 42. Стержень клапанів; 43. Гідравлічний трубопровід; 44. Важіль;
45. Штовхач поршня; 46. Ексцентричний палець; 47,53. Верхній та нижній упори; 48. Відтяжна пружина; 49. Трубопровід; 50. Пневмопідсилювач приводу зчеплення; 51. Педаль; 52. Головний циліндр; 54. Кронштейн;
55. Компенсаційний бачок; 56. Пробка бачка; 57. Штовхач поршня головного циліндра; 58. Поршень.
Принцип дії
При виключанні зчеплення водій натискає на педаль і його зусилля через важіль, шток передається до поршня 58 головного циліндра, який стискуює робочу рідину, що по трубопроводах надходить до корпусу слідкуючого пристрою 27, який забезпечує пропорцію між силою тиску водія і тиском повітря у циліндрі пневмопідсилювача 50. Одночасно від головного циліндра рідина під тиском надходить до робочого циліндра підсилювача. Сумарне зусилля обумовлене тиском повітря в пневмопідсилювачі та робочої рідини у робочому циліндрі передається на штовхач 32 і муфту з підшипником вимикання зчеплення, яка переміщуючись виключає передачу крутного моменту зчепленням.
Пневматичний підсилювач складається з корпуса підсилювача 33, слідкуючого пристрою з робочою мембраною слідкуючого типу 26, слідкуючий поршень з манжетою, клапани 24,30, мембрана і пружини.
При відпущеній педалі зчеплення пневматичний поршень 40 знаходиться у крайньому лівому положенні. Тиск у порожнині перед поршнем та за ним відповідає атмосферному. Положення силового поршня 34 виключення зчеплення визначається упором його штовхача у днище пневматичного поршня. У слідкуючому пристрої при цьому випускний клапан 24 відкритий, а впускний 23 закритий.
При натисканні на педаль зчеплення робоча рідина надходить до отвору між розпірними втулками 35,37, створюючи тиск у порожнині циліндра вимикання зчеплення і біля торця слідкуючого поршня. Під тиском робочої рідини слідкуючий поршень діє на блок клапанів, закриваючи випускний клапан 24 і відкриваючи впускний клапан 23. Стиснене повітря що надходить до пневмоциліндра. Під тиском повітря пневматичний поршень 40 переміщується натискаючи на шток поршня 36. У результаті на штовхач 32 поршня 34 вимикання зчеплення діє сумарне зусилля, що забезпечує повне вимикання зчеплення при натисканні водієм на педаль із силою 150Н.