книги из ГПНТБ / Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие

Частично повышению мягкости сцепления и уменьшению пиковых моментов способствуют тангенциально расположенные в ведомом диске пружины 2 (рис. Ѵ.5), хотя основным назначением пружин, работающих в сочетании с фрикционным элементом, является гашение крутильных колебаний системы вал двига­ теля — трансмиссия.

а>

Гаситель крутильных колебаний состоит из упругого и фрикци­ онного элементов (рис. Ѵ.5). Упругим элементом гасителя колеба­ ний являются тангенциально расположенные пружины 2. Фрик­ ционный элемент дискового типа состоит из двух фрикционных колец 3, зажатых между фланцем 4 ступицы и деталями 1. Момент трения фрикционного элемента может регулироваться стяжными болтами с тарельчатыми пружинами 5.

При использовании упругого элемента из резины фрикционный элемент отсутствует вследствие значительного внутреннего трения резины.

Высокая плавность включения может быть достигнута при применении гидромуфты или электромагнитной муфты с жидким

100

или сухим наполнителем. К преимуществам муфт этого типа по­ мимо значительного снижения динамических нагрузок относится возможность работы с пробуксовкой без существенного износа. Возможность длительной работы с пробуксовкой без перегрева сцепления облегчает управление автомобилем, допуская трогание с места на более высоких передачах.

Муфта сцепления в сборе балансируется с точностью 0,3— 0,7 Н-см (30—70 гс-см) в зависимости от ее размеров и быстро­

Для уменьшения ударных нагрузок на зубья шестерен ступен­ чатых коробок передач при переключении, а также для уменьше­ ния работы трения в синхронизаторах необходимо снижать мо­ менты инерции ведомого диска сцепления и кинематически свя­

отработанным агрегатом автомобиля. Вес ее больше, чем сцепле­ ния фрикционного типа. Однако общий вес автомобиля при при­ менении гидромуфты меняется незначительно, так как гидромуфта выполняет функции маховика двигателя. Ведущее (насосное) колесо 1 гидромуфты приводится во вращение от вала двигателя. Ведомое (турбинное) колесо 2 связано через однодисковое сцепле­ ние 3 с валом коробки передач. Как насосное, так и турбинное колеса на легковых машинах изготовляются штамповкой из мало­ углеродистой стали и заключены в корпус 4, заполненный на 80— 85% своего объема жидкостью (турбинным маслом).

Большое внимание необходимо уделять уплотнениям, исклю­ чающим возможность вытекания жидкости из полости муфты. Уплотнительное кольцо 5 поджимается пружиной 6.

Характеристика гидромуфты приведена на рис. V.7. Момент двигателя при полном открытии дроссельной заслонки представлен кривой 1, момент на валу турбины — кривой 2.

Величина скольжения вала турбины s в % определяется фор­

мулой s = Ян ~ Пт 100, где п„ и пт— числа оборотов в минуту Ян

валов насоса и турбины. На рис. V.7 представлены кривые s для случаев полного открытия дросселя (кривая 5) и при равно­ мерном движении автомобиля с малым сопротивлением по горизон­ тальной дороге, имеющей твердое покрытие (кривая 6),

Коэффициент полезного действия гидромуфты выражается формулой

где М = М т— моменты на валу насоса и турбины (в гидромуфте равны друг другу).

101

Г'ТѵТ

РИС- Ѵ-5- Гидродинамическая муфта

102

0,05—0,5 Вт на 1 Н • м момента (0,5—5 Вт на 1 кгс - м) в зависимости от размеров муфты. Удельная касательная сила трения составляет 4—12 Н (0,4— 1,2 кгс) на 1 см2 поверхности диска.

Муфта заполнена жидкой ферромагнитной смесью, состоящей из масла и мелкого железного порошка с размером частиц 5— 10 мкм. При подаче тока в обмотку возбуждения за счет образо­ вавшегося магнитного поля вязкость ферромагнитной жидкости возрастает. Момент от ведущего элемента сцепления передается при этом ведомому, и муфта включается.

Рис. V.8. Электромагнитная муфта с сухим порошко­ образным наполнителем

У автомобиля с муфтой рассмотренного типа педаль сцепления может отсутствовать и выключение сцепления будет происходить при отпускнии педали акселератора или при помощи специального автомата.

Имеют распространение электромагнитные муфты с сухим порошкообразным наполнителем (ферромагнитная смесь). Пример конструкции подобной муфты [V. 6] дан на рис. V. 8. При вращении s порошок под действием центробежной силы отбрасывается к на­ ружной части муфты. Включение сцепления осуществляется при подаче"тока (мощностью 50—60 Вт) в обмотку возбуждения 1 веду­ щей части сцепления. Ведомый диск 2 приклепан к ступице пер­ вичного вала. Величина передаваемого муфтой момента опреде­ ляется величиной тока, подводимого к обмотке возбуждения, и степенью заполнения порошкообразным наполнителем зазоров 3 между ведущими и ведомыми частями сцепления.

В муфте этого типа, так же как и в предыдущей, отсутствует износ пар трения, причем коэффициенты трения покоя и движения между порошком и дисками практически одинаковы, что способ-

104

ствует плавности включения. Муфта успешно работает при повы­ шении температуры порошка до 300—350° С. К недостаткам муфты относятся повышенный вес (примерно на 20% по сравне­ нию с обычным дисковым сцеплением) и более высокая стоимость.

Применение электромагнитных муфт порошкового типа позво­ ляет уменьшить величины динамических нагрузок в трансмиссии автомобиля. Более плавное нарастание момента сцепления у авто­ мобиля с порошковой муфтой способствует повышению его про­ ходимости.

Электромагнитные муфты дают возможность широко автомати­ зировать управление сцеплением, так как может быть задана практически любая характеристика М с — f (t).

§ 21. ПРИВОДЫ УПРАВЛЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЕМ

Схемы механического и гидромеханического приводов управле­ ния сцеплением представлены на рис. V. 9. Передаточное число механического привода іп определяется по формуле

достигается герметичность дна кузова и проще решается передача усилия от педали к двигателю, установленному на упругих подуш­ ках. Доступ к приводу сцепления облегчается. Передаточное

При значительных упругих деформациях рычажков, тяг, валиков ход педали Sn увеличивается. Большая жесткость присуща гидра­ влическому приводу.

105

Компенсация износа фрикционных обшивок дисков осуще­ ствляется регулировочными деталями. При сборке регулируется одновременность нажатия отжимного подшипника (или соответ­ ствующей детали) на рычажки выключения сцепления.

Для отжимного подшипника обычно применяются специальные шариковые однорядные радиально-упорные подшипники в защит-

Рис. V.9. Схемы приводов сцепления: а — механи­ ческого; б — гидромеханического

ном кожухе. Иногда вместо шарикоподшипников применяют кольца из прессованной угольнографитной композиции. Эти кольца при эксплуатации автомобиля не смазываются.

Педаль сцепления изготовляется или путем отливки из ков­

где Р — сила давления пружин на диск сцепления в конце хода выключения; г|п = 0,7—0,8—к. п. д. привода.

При конструировании сцепления должно быть обращено внимание на уменьшение силы, прикладываемой к педали, и

106

хода ее выключения. Так как число выключений сцепления в условиях напряженного городского движения, а также при движении по бездорожью достигает 700 и более на 100 км пройден­ ного пути, то работа, затрачиваемая на выключение сцепления, должна быть малой, чтобы не утомлять водителя. Допускаемые величины работы на выключение педали сцепления приведены в гл. II.

Рис. V. 10. Педаль сцепления гидромеханического привода с верхним рас­ положением оси качания педали

В известных пределах уменьшение работы, необходимой для выключения сцепления, может быть достигнуто за счет уменьше­ ния зазоров между дисками при выключенном сцеплении, а также применением подшипников качания в шарнирах привода управле­ ния сцеплением.

Если усилие, необходимое для выключения сцепления, велико, то сцепление может быть снабжено корректирующей пружиной.

107

Корректирующая пружина в приводе сцепления (рис. V. 11) не является усилителем, так как не увеличивает работу, переда­ ваемую механизму сцепления. Пружина служит для уменьшения максимального усилия, прикладываемого к педали, за счет неко­ торого его повышения в начальном периоде нажатия на педаль. Работа, затрачиваемая на выключение педали сцепления при наличии корректирующей пружины, остается той же, как и при ее отсутствии.

Управление сцеплением существенно облегчается при исполь­ зовании вакуума во всасывающей трубе двигателя. Пример

начинается при 800—900 об/мин, а буксование заканчивается при 1500 об/мин.

Для переключения на следующую передачу включается ры­ чаг 7 и сбрасывается педаль газа. Сердечник электромагнита 5 при этом переместится вправо, открывая клапан <3 и сообщая

108

тем самым левую полость рабочей камеры 9 с вакуумным ресиве­ ром 8. Ресивер 8 соединен трубопроводом, имеющим обратный клапан 4, с всасывающей трубой двигателя 6. При закрытой дроссельной заслонке разрежение во всасывающей трубе дости­ гает 60—70 кПа (0,6—0,7 кгс/см2). Давлением атмосферного воздуха диафрагма рабочей камеры перемещается влево, осуще­ ствляя выключение сцепления.

После переключения передач водитель отпускает рычаг 7 и нажимает на педаль акселератора. При этом сердечник электро­ магнита 5 перемещается влево, клапан 3 садится на седло, пере-

Рис. V. 12. Вакуумный привод сцепления с электромагнит­ ным управлением

крывая сообщение левой полости рабочей камеры 9 с всасываю­ щей трубой двигателя. Клапан 1 под давлением штока диафрагмы 2 открывается, обеспечивая доступ атмосферного воздуха в левую полость рабочей камеры 9 и включение сцепления.

График времени срабатывания привода сцепления приведен на рис. Ѵ.13. Из него видно, что время выключения сцепления V (кривая 1) составляет 0,2—0,25 с. Время включения сцепления зависит от режима движения автомобиля, темпа и величины нажатия на педаль акселератора, изменяясь в пределах от t" =

=0,2 с до t" = 2с.

Унекоторых типов автомобилей выключение и включение сцепления осуществляются пневматическим или гидравлическим приводом, а также использованием центробежной силы [V. 2,5], причем управление сцеплением автоматизировано.

Втяжелых автомобилях Минского завода для облегчения выключения сцепления применяются пневматические усилители.

109