Сцепления Назначение сцепления

Особенностью применяемых на автомобиле двигателей внут­реннего сгорания является наличие некоторого (зависящего от кон­структивных особенностей двигателя) нижнего предела частоты ус­тойчивой работы, то есть в момент начала движения, когда ведущие колеса еще неподвижны, вал двигателя должен вращаться. Поэтому автомобилю необходим механизм, который при трогании его с места плавно соединял бы вращающийся вал двигателя с неподвижным трансмиссионным валом. В начале движения автомобиля при вклю­чении сцепления скорости вращения его ведущих и ведомых эле­ментов в течение некоторого времени не совпадают. Эта фаза работы сцепления называется его буксованием.

С другой стороны, применение ДВС на автомобиле возможно лишь при переменном передаточном числе трансмиссии, для чего на подавляющем большинстве автомобилей используется ступен­чатая коробка передач. Большинство коробок передач имеет воз­можность изменять передаточное число лишь при разомкнутой трансмиссии. Следовательно, необходим механизм, способный на короткое время отсоединять двигатель от трансмиссии на любом режиме их работы.

Кроме передачи крутящего момента, кратковременного отсо­единения двигателя от коробки передач и плавного их соединения, сцепление служит для предохранения двигателя и трансмиссии от перегрузки чрезмерным крутящим моментом, который может воз­никнуть в процессе эксплуатации автомобиля.

Часто со сцеплением конструктивно совмещается гаситель кру­тильных колебаний (демпфер), но функционального отношения к сцеплению он не имеет, и, следовательно, гашение колебаний функ­цией сцепления не является.

Требования к сцеплениям

Одним из основных показателей сцепления является его спо­собность к передаче крутящего момента. Для ее оценки используется понятие величины коэффициента запаса сцепления (3, определяемой следующим образом:

где Мсц — максимальный момент, который может передать сцепление, Л/тах— максимальный крутящий момент двигателя (см. рис. 1.1).

Помимо общих требований, касающихся каждого узла автомо­биля, к сцеплению предъявляется ряд специфических требований, среди которых:

1. Плавность включения. В эксплуатации она обеспечивается ква­лифицированным управлением, но некоторые элементы конструк­ции предназначены для повышения плавности включения сцепления даже при низкой квалификации водителя.

2. Чистота выключения. Абсолютное выключение, при котором крутящий момент на выходном вале сцепления равен нулю, труд­нодостижимо, но если момент, передаваемый выключенным сцеп­лением, достаточно мал и не мешает включать передачи, то можно считать, что такое сцепление выключено практически чисто.

3. Надежная передача крутящего момента при любых условиях эксплуатации. Слишком низкое значение коэффициента запаса при­водит к увеличению времени буксования сцепления при трогании автомобиля (особенно в тяжелых эксплуатационных условиях), по­вышенному его нагреву и износу. Излишне большая величина ко­эффициента запаса сопровождается увеличением размеров и массы сцепления, повышением усилия, необходимого для управления им, и ухудшением предохранения трансмиссии и двигателя от перегрузок. Обычно значения коэффициента запаса сцепления составляют 1,4— 1,7 для легковых и 1,5—2,0 для грузовых автомобилей, увеличиваясь до 2,3 на тяжелых тягачах.

Рис. 2.1. Однодисковое фрикционное сцепление (а) и его конструктивная схема (б)

4. Минимальная величина момента инерции ведомых частей. На­рушение этого требования не скажется на выполнении сцеплением своих функций, однако будет приводить к удлинению процесса переключения передач и, как будет показано ниже, снижению срока службы синхронизаторов коробки передач.

5. Удобство управления. Это общее для всех органов управления требование конкретизируется в виде требований к ходу педали и требуемому для ее нажатия усилию. Действующие в России огра­ничения в настоящее время составляют 150 Н усилия для автомо­билей, имеющих усилители привода сцепления, и 250 Н для ав­томобилей без усилителей. Ход педали обычно не более 160мм.