книги из ГПНТБ / Теория и конструкция боевых колесных машин

Применение гидравлического привада сцепления объясняется не только высоким к. и. д. такого привода, но и его простотой. От педали сцепления и главного цилиндра, расположенных в пе­ редней части машины, проложен один трубопровод к рабочему ци­ линдру, расположенному на картере сцепления, которое в этой ма­ шине, в блоке с двигателем и коробкой передач, установлено сзади. Кроме того, гидравлический привод обеспечивает одновременность срабатывания при управлении двумя сцеплениями (БТР-60П).

На рис. 50 приведена конструкция однодискового сцепления с центральной пружиной. Здесь нажимное усилие создается кониче­ ской пружиной 7, которая одним торцом опирается на опорный диск 5, другим — на фланец втулки 8. На конце втулки закреплена обойма 10, в которой шарнирно установлены рычажки 6. Под дей­ ствием пружины втулка 8 с обоймой стремится переместиться впра­ во. При этом рычажки, опираясь па кольцевой выступ опорного диска 5, создают своими концами давление на нажимной диск.

При выключении сцепления вилка 9 через муфту выключения сцепления перемещает втулку 8 влево, сжимая пружину 7 и осво­ бождая рычажки 6 от передачи усилия на нажимной диск. Под дей­ ствием оттяжных пружин 3 нажимной диск перемещается вправо и освобождает ведомый диск.

Достоинством данной конструкции является возможность под­ держания постоянства нажимного усилия при износе накладок ве­ домого диска. Для этой цели служат прокладки 11. Износ накла­ док ведомого диска вызывает перемещение втулки 8 вправо и, сле­ довательно, ослабление давления конической пружины. Для вос­ становления первоначального давления пружины нужно убрать не­ которое количество прокладок до появления необходимого зазора между фланцем втулки и муфтой выключения.

Конструкция однодискового сцепления с центральной диафраг­ менной пружиной показана па рис. 51. Здесь нажимное усилие соз­ дается конусной пружиной диафрагменного типа, которая в свобод­ ном состоянии монтируется на кожухе сцепления при помощи бол­ тов между двумя опорными кольцами круглого сечения. При сборке сцепления, когда кожух крепится к маховику, диафрагменная пру­ жина деформируется, опираясь на кольцо, установленное между кожухом и пружиной, и своим краем давит на кольцевой выступ на­ жимного диска. При выключении сцепления, когда муфта выключе­ ния давит па концы рычажков (лепестков пружины), диафрагмен­ ная пружина еще больше деформируется, опираясь при этом на внутреннее опорное кольцо, и своим краем через скобки, закреплен­ ные на нажимном диске, перемещает последний влево.

К положительным качествам рассматриваемого сцепления сле­ дует отнести простоту и минимальное количество деталей, состав­ ляющих сцепление, по сравнению с конструкциями других типов. Кроме того, данное сцепление благодаря нелинейной характеристи-

120

ке пружины требует меньшего усилия для удержания в выключен­ ном состоянии.

а — сцепление; 1 — диафрагменная пружина; б — упругая характе­ ристика диафрагменной пружины: Р i — усилие при включенном сцеп­

На рис. 52 представлено двухдисковое сцепление с периферийно расположенными пружинами. Здесь давление от двенадцати пру­ жин передается на нажимной диск 6 и средний ведущий диск 5. Нажимной диск связан с кожухом 10 при помощи пружинных пла­ стин 8, которые обеспечивают возможность передачи через диск крутящего момента, позволяя вместе с тем нажимному диску пере­ мещаться в осевом направлении при включении и выключении сцеп­ ления. Кожух сцепления при помощи центрирующих болтов 16 за ­ креплен на восьми выступах маховика. В пазы, образованные эти­ ми выступами, входят четыре из восьми шипов среднего диска. Этим обеспечивается передача крутящего момента через средний диск, а также возможность его осевого перемещения.

122

Рнс. 52. Двухдисковое сцепление с периферийно расположенными пружинами («Урал-375»):

' — отжимная пружина; 2 ч 3 — ведомые диски; 4 — маховик; 5 — средний ведущий диск; 7 — термонзолирующая шайба; 8 — пружинная пластина; 9 — нажимная пружина; 10 — кожух сцепления; 11 — демпфер сцепления; 12 — рычаг выключения; 13 — регулировочная гайка; 14 — опорная вилка рычага вы­ ключения; 15 — регулировочная пластина; 16 — болт крепления кожуха

123

Выключение сцепления производится принудительным отводом нажимного диска при помощи четырех рычагов выключения 12. Чи­ стота выключения в данной конструкции обеспечивается специаль­ ными пружинками /, приклепанными к четырем шипам среднего диска и отводящими этот диск от маховика, а также такими же пружинками, приклепанными к остальным четырем шипам среднего диска с его наружной стороны. Эти пружинки (на чертеже—в верх­ ней части) создают необходимый зазор между средним и нажимным дисками.

3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К СЦЕПЛЕНИЮ

Плавность включения

Включение сцепления должно происходить плавно, чтобы не вызывать повышенных нагрузок в трансмиссии колесной машины, а также чрезмерно высоких ускорений, отрицательно влияющих на пассажиров и перевозимые грузы.

При резком включении сцепления скручивающие нагрузки в трансмиссии могут в три-четыре раза превзойти максимальный кру­ тящий момент двигателя. Это объясняется тем, что при быстром отпускании педали сцепления давление между дисками в первый момент определяется не только давлением пружин, по и кинети­ ческой энергией движущегося нажимного диска и связанных с ним деталей. В момент соприкосновения дисков давление в несколько раз превышает давление пружин. Резкое включение сцепления со­ провождается уменьшением числа оборотов двигателя, поэтому на трансмиссию передается повышенный крутящий момент за счет момента от касательных сил инерции вращающихся частей двига­ теля.

Mc — Ald- } J d ~ d C

где Мс — момент трения сцепления; Мд — крутящий момент двигателя;

Jd — момент инерции вращающихся частей двигателя;

d щ

■ — угловое ускорение вращающихся частей двигателя.

Возрастание момента трения сцепления при его включении должно обеспечивать быстрый разгон автомобиля.

Нарастание момента зависит от упругих свойств сцепления и темпа включения. Для плавного включения сцепления основное значение имеют упругие свойства ведомого диска и деталей приво­ да. Темп включения зависит от квалификации водителя, если нет специальных приспособлений в приводе, обеспечивающих заданный темп включения. Обычно такие приспособления предусматриваются в автоматических приводах сцепления.

124

Упругие свойства ведомого диска зависят от его конструкции. Очевидно, что чем больше эластичность ведомого диска, тем более плавным будет включение сцепления. В настоящее время диски де­ лают разрезными; между ведомым диском и одной из фрикцион­ ных обшивок устанавливают пластинчатые пружины, приклепанные средней частью к ведомому диску; к краям пластинчатых пружин с помощью заклепок присоединяется фрикционная обшивка.

В небольшой степени плавности включения способствуют также пружины гасителя колебаний, устанавливаемого во многих сцепле­ ниях в ведомом диске. Однако влияние этих пружин не может быть значительным, так как их деформация при включении невелика.

Как уже указывалось, плавность включения зависит от упруго­ сти детален привода. В некоторых конструкциях сцепления доста­ точно большой упругостью обладают рычаги выключения. В сцепле­ нии с диафрагменной пружиной упругими свойствами обладают рычаги, выполненные за одно целое с диафрагменной пружиной. Упругость рычагов увеличивает упругий ход педали.

Чистота выключения и полнота включения

Чистота выключения сцепления необходима для полного разъе­ динения двигателя и трансмиссии. При недостаточно полном («чи­ стом») выключении сцепления переключение передач происходит с шумом; одновременно увеличивается износ торцов зубьев переклю­ чаемых шестерен или муфт.

Чистота выключения обеспечивается в первую очередь прину­ дительным отводом нажимного (ведущего) диска па некоторую ве­ личину. В однодисковом сцеплении нажимной диск должен отво­ диться на 1 —1,5 мм; в двухдисковом- - на величину, при которой зазор между ведомыми и ведущими дисками составляет 0,5—0,7 мм; в многодисковых — на величину, при которой зазор между дисками равен 0,25—0,3 мм.

В двухдисковых сцеплениях для чистого выключения недостаточ­ но одной регулировки зазора между муфтой и рычагами. Обычно предусматривается принудительный отвод и второго нажимного диска.

Чистому выключению сцепления препятствует трение в ступице ведомого диска, сидящего на шлицах первичного вала. При выклю­ чении сцепления ведомые диски находятся под действием некото­ рой осевой силы, которая прижимает первый ведомый диск к ма­ ховику. Величина этой силы ограничивается сплои трения между шлицами ступицы и первичного вала. Сила трения в шлицевом сое­

125

Из выражения (103) видно, что в многодисковом сцеплении оста­ точная осевая сила значительно больше, чем в однодисковом, по­ этому чистота выключения многодискового сцепления получается обычно недостаточной. Для уменьшения остаточной осевой силы, очевидно, необходимо уменьшить трение в шлицевом соединении, что в некоторой степени может быть достигнуто путем увеличения числа шлицев и тщательной их обработки. Более эффективным спо­ собом является увеличение диаметра шлицевого вала, так как при

Rep

этом уменьшается отношение----, а следовательно, и дополнитель­ ны!

пая сила трения.

Сцепления с дисками, работающими в масле, имеют менее удов­ летворительную чистоту выключения по сравнению со сцеплениями

126

с сухими дисками, особенно при высокой вязкости масла (например, при низких температурах). Чистота выключения таких сцеплений достигается поддержанием необходимой температуры масла путем размещения сцепления в общем картере с двигателем или с короб­ кой передач (малолитражные автомобили).

Полнота включения необходима для того, чтобы крутящий мо­ мент двигателя передавался на трансмиссию без буксования сцеп­ ления. Если сцепление включено не полностью, а в коробке пере­ дач включена какая-либо передача, то при работающем двигателе оно будет буксовать, что приведет к нагреву деталей сцепления и износу обшивок ведомого диска.

Для обеспечения чистоты выключения и полноты включения сцепление или привод к нему должны регулироваться. Обычно ре­ гулируется зазор между подшипником муфты выключения и рыча­ гами выключения. Этот зазор определяет свободный ход педали сцепления, по величине которого судят о необходимости регулиров­ ки. Свободный ход педали чаще всего регулируют, изменяя длину тяги в приводе сцепления (или длину штока рабочего цилиндра гидропривода).

В сцеплениях, у которых давление пружин регулируется и под­ держивается в процессе эксплуатации постоянным независимо от износа обшивок ведомого диска, недопустима регулировка зазора между муфтой выключения и рычагами только путем изменения длины тяги в приводе, так как при этом будет уменьшено давлениепружин, сцепление начнет буксовать и выйдет из строя. В этом слу­ чае регулироваться должно само сцепление. Требуемый зазор вос­ станавливается одновременно с регулировкой давления пружин. Такая конструкция была показана на рис. 50.

Минимальный момент инерции ведомых частей Момент инерции ведомых частей сцепления должен быть мини­

127

Из выражения (104) видно, что импульс момента при переклю­ чении шестерен без выключения сцепления прямо пропорционален разности угловых скоростей валов приведенной системы — iKe>a и сумме моментов инерции вращающихся частей двигателя и ведо­ мых частей сцепления J r) -f- J c.

При переключении передач с выключенным сцеплением ударный импульс

Из формулы (105) следует, что в последнем случае импульс зна­ чительно меньше, чем в предыдущем, и величина его прямо про­ порциональна моменту инерции ведомых частей сцепления и разно­ сти угловых скоростей включаемых шестерен.

Подсчеты показывают, что ударный импульс при включенном сцеплении в 50—200 раз больше ударного импульса, возникающего при переключении передач с выключенным сцеплением.

Таким образом, для уменьшения удара при переключении шесте­ рен необходимо, чтобы момент инерции ведомых частей сцепления п разность угловых скоростей переключаемых шестерен были мини­ мальными.

128