II. Решение для случая эксплуатации одиночного автомобиля:

Размеры фрикционных накладок выбираем при трогании полностью груженого автомобиля на 2-й передаче в КП и на высшей передаче в РК.

1. Вычисляем вспомогательные величины:

iтр = iк2 ∙ iрк в ∙ iо = 4,03 ∙ 0,917 ∙ 7,22 = 26,682;

Jn = mа rк² / iтр² = 14940 ∙ 0,582² / 26,682² = 7,11 кг∙м² ;

Мψ = mа g ψ rк / iтр ηтр = 14940 ∙ 9,81 ∙ 0,03 ∙ 0,582 / 26,682 ∙ 0,8 = 120 Н∙м;

ωм = 0,75∙ ωе N = 0,75 π nе N / 30 = 0,75 π 2600 / 30 = 204,2 рад /с;

h Мe max Jn ωм² 0,72 ∙ 650 ∙ 7,11 ∙ 204,2²

Aб = ─────────── = ─────────────── = 442813 Дж;

0,67 Мe max – Мψ 0,67 ∙ 650 – 120

ωм Jn 204,2 ∙ 7,11

tб = ─────────── = ─────────── = 4,6 с;

0,67 Мe max – Мψ 0,67 ∙ 650 – 120

Nб = Aб / tб =442813 / 4,6 = 96264 Вт.

Пункты 2 – 9 остаются без изменений.

10. Определяем удельную работу буксования, по которой оценивается износостойкость сцепления, и сравниваем ее с допустимой:

Aуд = Aб / FΣ = Aб / 2 Fн = 442813 / 2 · 820 = 270 Дж / см² < [Aуд] = 350 Дж / см²

11. Определяем удельную мощность буксования и сравниваем ее с допустимой:

Nуд = Nб / 2 Fн = 96264 / 2 · 820 = 58,7 Вт/см² < [Nуд] = 110 Вт/см²

Пункт 12 остается без изменений.

Приложение 3

Особенности конструкции стандартного двухмассового маховика [3]

Стандартный двухмассовый маховик (рисунок П.3.1) состоит из первичной 1 и вторичной 6 масс маховика. Обе массы соединяются посредством встроенной пружинно-демпферной системы и могут вращаться друг относительно друга на шариковом подшипнике или на подшипнике скольжения 2. Благодаря такой конструкции момент возникновения резонанса сдвигается на более низкую резонансную частоту (ниже частоты вращения коленчатого вала двигателя на режиме холостого хода). В результате, двухмассовый маховик практически полностью гасит крутильные колебания двигателя на всех режимах работы, в т.ч. и в режиме холостого хода (рисунок П.3.2). Кроме того, пружинно-демпферная система благодаря специальному строению демпфера снижает в режиме холостого хода шумность двигателя и коробки передач и расход топлива.

Рисунок П.3.1

Первичная масса маховика (с зубчатым ободом стартера) (см. рисунок П.3.1) соединена с коленчатым валом двигателя и в сочетании с крышкой (кожухом) 5 образует полость, в которой проходит пружинный канал, обыкновенно разделенный на две секции с помощью упорных выступов дуговых нажимных пружин.

а) б)

Рисунок П.3.2 – Передача крутильных колебаний в режиме холостого хода двигателя:

а – с демпфером, встроенным в ведомый диск сцепления;

б – с демпфером, встроенным в двухмассовый маховик

Рисунок П.3.3

Дуговые нажимные пружины 3 являются основным элементом пружинно-демпферной системы. Они имеют полукруглую форму, значительное количество витков, расположены в пружинном канале и поддерживаются жëлобами пружинного канала. Жëлобы (рисунок П.3.3) обеспечивают правильное положение пружин во время работы. В целях предотвращения износа дуговых пружин контактные зоны скольжения обработаны консистентной смазкой.

В двухмассовых маховиках используются дуговые пружины в различных исполнениях и с различными характеристиками:

- одноуровневые параллельные пружины (рисунок П.3.4), состоящие из внешних и внутренних пружин одинаковой длины, расположенных параллельно (одна внутри другой);

- двухуровневые параллельные пружины (рисунок П.3.5, а) также находятся одна внутри другой, причем внутренние дуговые пружины сделаны короче для того, чтобы позднее включаться в работу. Характеристики внешних пружин соответствуют требованиям, предъявляемым при пуске холодного двигателя. Нагрузка в этом случае прикладывается только к менее жестким внешним пружинам (первый уровень), позволяя системе быстрее преодолеть критический диапазон резонансных частот. При возрастании крутящего момента коленчатого вала двигателя включаются в работу внутренние пружины (второй уровень);

Рисунок П.3.4 – Одноуровневая параллельная пружина

- трехуровневые дуговые нажимные пружины (рисунок П.3.5, б) состоят из наружных и расположенных в ряд двух внутренних пружин различной длины. Эта конструкция сочетает достоинства параллельного и рядного (разной жесткости) расположения пружин.

а) б)

Рисунок П.3.5 – Дуговые нажимные пружины: а – двухуровневая; б – трехуровневая

На первичной массе маховика расположен подшипник (рисунок П.3.6), который воспринимает нагрузку от вторичной массы и нажимного диска сцепления. Между первичной и вторичной массами маховика должен быть осевой люфт, который обеспечивается при установке шарикового подшипника в пределах до 1,6 мм, а при установке подшипника скольжения – до 3,0 мм.

Рисунок П.3.6 – Первичная масса маховика

а) б)

Рисунок П.3.7 – Жесткий фланец: а – расположение упорных выступов фланца между каналами дуговых нажимных пружин; б – жесткий фланец

Вторичная масса маховика (см. рисунок П.3.1), которая во взаимодействии со сцеплением передает скорректированный крутящий момент на первичный вал коробки передач, состоит из собственно вторичной массы 6 и присоединенного к ней жесткого фланца 4. Для лучшего отвода теплоты вторичная масса имеет вентиляционные отверстия. К внешней стороне вторичной массы прикрепляется корзина сцепления. Крутящий момент двигателя передается на кожух сцепления посредством упорных выступов фланца, расположенных между каналами дуговых нажимных пружин первичной массы (рисунок П.3.7).

По конструкции фланцы бывают со встроенным демпфером и с фрикционной муфтой.

Наибольшее распространение получили фланцы со встроенным демпфером в виде прямых нажимных пружин (рисунок П.3.8), который обеспечивает хорошие демпфирующие свойства во время разгона автомобиля и движения с высокой скоростью при величинах крутящего момента двигателя близких к максимальным.

1

Рисунок П.3.8 – Фланец со встроенным демпфером: 1 – собственно фланец (показан синим цветом)

Это связано с тем, что при высокой частоте вращения коленчатого вала двигателя возникающие центробежные силы отжимают дуговые нажимные пружины наружу из желобов, что мешает полноценной работе витков пружин. В результате дуговые пружины как бы «твердеют», и их работоспособность частично нарушается. Для того чтобы обеспечить достаточную работоспособность пружин, во фланец встроены прямые нажимные пружины. Благодаря их малой массе и расположению на меньшем радиусе эти пружины подвергаются незначительной центробежной силе. К тому же дугообразные внешние кромки гнезд пружин способствуют снижению трения. В результате ни трение, ни фактическая жесткость пружин не изменяются с ростом частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Приложение 4