Дійсний момент тертя спроектованого зчеплення:

Т_д =А_тр₀μіR_c, (2.2)

де А_т – площа тертя фрикційної накладки; р₀ – питомий тиск на фрикційні накладки, р₀ = 0,15...0,25 МПа (менше значення для автомобілів, що експлуатуються у важких умовах експлуатації).

Площа тертя фрикційної накладки:

А_т = 0,25π(D² – d² – z_зd_з²), (2.3)

де z_з – кількість заклепок кріплення фрикційної накладки до веденого диска; d_з – діаметр отворів під головки заклепок.

Середній радіус тертя .

Питомий тиск на фрикційні накладки

(2.4)

Допустиме значення [р₀] = 0,3 МПа – для азбестофрикційних накладок;

[р₀] = 2 МПа – для металокерамічних накладок.

Необхідне виконання умови Т_д>T_{с ,} причому нерівність повинна бути незначною.

Необхідне значення сумарної натискної сили на фрикційні накладки, створюваної натискними пружинами:

F_ = р₀^.А_ті.

Для зчеплення з центральною натискною (діафрагмовою або конічною) пружиною натискне зусилля F_n = F_.

Для зчеплення з периферійно розміщеними циліндричними пружинами в кількості n натискне зусилля однієї пружини F_n = F_/n і не повинно перевищувати 800 Н. Кількість натискних пружин n вибирають залежно від зовнішнього діаметра фрикційної накладки D і повинна бути кратною кількості важельців вимикання зчеплення n_в:

D, мм	n	nв
180...250 250...280 280...380 380	6 9 12...16	3 3 4 4

2.4. Вибір та розрахунок натискних пружин

Для створення сумарного натискного зусилля використовують пружини трьох типів (рис. 2.1):

– кручені циліндричні із постійним кроком, що розташовуються по периферії натискного диска (ГАЗ-24, ЗиЛ-130);

– діафрагмові (ВАЗ – всі моделі);

– конічні розташовані центрально (МАЗ-200).

У зчепленнях з периферійно розташованими пружинами (рис. 2.1, а) при швидкохідних двигунах можливе випучування пружин під дією відцентрової сили. Це призводить до зниження натискного зусилля, пробуксовуванню поверхонь тертя в зчепленні, до підвищення температури і збільшення зносу поверхонь тертя. Крім того, у таких зчепленнях неможливо здійснити регулювання натискного зусилля, що зменшується в міру зносу фрикційних кілець.

а б в

Рис. 2.1. Схеми дискових зчеплень:

а – з периферійними пружинами; б – з центральною конічною пружиною;

в – з діафрагмовою

Центрально розташована пружина займає дещо більше місця і технологічно складніша у виготовленні (особливо конічна - рис. 2.1, б), але позбавлена перелічених вище недоліків. Рівномірна передача зусилля на натискний диск в таких випадках забезпечується за допомогою численних важельків виключення, мала жорсткість яких сприяє плавності включення.

З чеплення з діафрагмовими пружинами (рис. 2.1, в) мають переваги перед зчепленнями, розглянутими вище. Застосування таких пружин дозволяє скоротити габаритні розміри зчеплення і його масу внаслідок поєднання функцій натискної пружини і відтискних важелів, а також забезпечити рівномірний розподіл зусилля на натискний диск. Характеристика діафрагмової пружини має ділянки з від’ємною жорсткістю (зростання прогину відбувається у разі зменшення навантаження), що сприятливо для роботи зчеплення.

Рис. 2.2. Пружні характеристики пружин зчеплення: 1 – діафрагмова пружина; 2 – конічна пружина; 3 – циліндрична пружина

На рис. 2.2 наведені характеристики робочих пружин, на яких точка А відповідає увімкненому зчепленню, а точки А₁, А₂ і А₃ – вимкненому. Як очевидно з порівняння характеристик, у разі застосування діафрагмової пружини зменшується зусилля на педаль, необхідне для утримання зчеплення у вимкненому положенні.

Зношення поверхонь тертя не призводить до зменшення натискного зусилля в зчепленні. Зчеплення з діафрагмовою пружиною знайшли застосування на легкових і вантажних автомобілях малої вантажопідйомності.

До недоліків діафрагмового зчеплення належить трудомісткість виготовлення пружин за заданою характеристикою на великі осьові зусилля при малих габаритних розмірах зчеплення.

Конічні пружини (рис. 2.1, б) мають негативну характеристику. У разі вмикання зчеплення зусилля на педалі різко збільшується () А₂ (рис. 2.2). Крім того, при зношуванні фрикційних накладок натискне зусилля різко зменшується, що може привести до пробуксування зчеплення. Тому такі пружини майже не застосовують.