29.1.85. Гаситель крутильных колебаний. Конструкция, назначение.

При движении автомобиля крутящий момент, действующий в трансмиссии, непостоянен. Даже при постоянной скорости авто­мобиля и постоянной подаче топлива момент пульсирует. Основной причиной этого является периодичность рабочего процесса авто­мобильного двигателя, сильную пульсацию момента могут вызывать дорожные неровности. На рис. 2.10 показана осциллограмма кру­тящего момента при движении автомобиля в тяжелых условиях (на участках А и Б включенное сцепление, нагруженное моментом, большим, чем максимальный момент, который оно может передать, пробуксовало подобно предохранительной муфте).

Колебания крутящего момента вызывают переменные напряжения в деталях и сокращают срок их служ­бы. Для уменьшения колебаний применяют специальные гасители колебаний (демпферы). Основной причиной установки демпфера именно в ведомый диск сцепления является желание приблизить его к основному источнику колебаний -двигателю. Следует, однако, отме­тить, что существуют и альтернативные конструкции, когда гаситель устанавливается в коробку передач или маховик двигателя.

Один из вариантов демпфера крутильных колебаний, встроен­ного в ведомый диск сцепления, показан на рис. 2.11 (та же кон­струкция приведена на рис. 2.9). Он включает в себя диск 5, со­единенный со ступицей 4 посредством тангенциально расположен­ных предварительно сжатых пружин 6, установленных в прямо­угольных окнах. Диск 5 связан с пластиной 7 при помощи дистанционных заклепок 8. В центральной части находятся фрик­ционные кольца 9, тарельчатая пружина 10 и упорное кольцо 11. Последнее установлено относительно диска при помощи отогнутых усов, вставленных в окна диска. Крутящий момент с ведомого диска сцепления на ступицу передается двумя путями:

—с граней прямоугольных окон диска 5 и пластины 7 окружная сила передается на торцы пружин и через противопо­ложные торцы на грани окон фланца ступицы. Этим путем передается 80— 90% крутящего момента;

— с диска 5 и пластины 7 трением через фрикционные кольца на ступицу. Если передаваемый сцеплением крутя­щий момент превысит сумму момента тре­ния фрикционных колец 9 и крутящего момента, создаваемого предварительно сжатыми пружинами 6, то диск повернется относительно ступицы. При пульсации крутящего момента в трансмиссии ведо­мый диск и его ступица непрерывно ко­леблются относительно друг друга и кольца 9 трутся о фланец ступицы. Работа трения сопровождается выделением тепла, которое эквивалентно энергии, выведенной гаси­телем из колеблющейся системы. Так как энергия колебаний определяет их ампли­туду, то в результате работы гасителя в трансмиссии уменьшается амплитуда ко­лебаний крутящего момента. Следует иметь в виду, что полного гашения колебаний не происходит, поскольку по мере умень­шения амплитуды колебаний уменьшается и работа трения и, следовательно, эффек­тивность работы гасителя.

Из конструктивных особенностей гасителя нужно отметить, что из-за малой работы трения возможно использование в качестве фрикционного материала металла. В некоторых случаях вместо еди­ных фрикционных колец применяют несколько сегментов. Величина поджатая тарельчатых пружин 10 задается длиной утолщенной части дистанционных заклепок 8. Они же служат ог­раничителем динамического сжатия пружин 6. Такой ограничитель предохраняет пружины от поломок при пиковых значениях пере­даваемого момента.

Тарельчатые пружины имеют очень высокую жесткость, что затрудняет получение стабильного значения момента трения, по­этому иногда вместо них применяют витые цилиндрические пру­жины.

Изображенные на рис. 2.12 возможные характеристики гасителей крутильных колебаний показывают изменение передаваемого кру­тящего момента в зависимости от угла поворота ведомого диска относительно ступицы. На рис. 2.12 a M_T соответствует величине момента трения, М_{ характеризует предварительное сжатие пружин гасителя, угол а - их жесткость, a q>_max, - угол срабатывания ограничителя. Гаситель колебаний, имеющий такую характеристику, настроен на определенный режим работы трансмиссии (резонанс­ный, наиболее опасный с точки зрения прочности и неприятный с точки зрения комфортабельности), на котором он эффективно рассеивает энергию колебаний.

Характеристика, изображенная на рис. 2.12 б, отличается тем, что благодаря последовательному включению пружин (четыре из шести пружин установлены в окна с зазором, который постепенно выбирается при увеличении передаваемого крутящего момента) кру­тильная жесткость демпфера прогрессивно возрастает при увели­чении внешней нагрузки и он более эффективно работает в широком диапазоне нагрузочных режимов.