5.2. Зчеплення

Керування механічною ступінчастою коробкою передач теоретично можливе лише тоді, якщо вона під час перемикання передач буде відокремлена від двигуна і від інших агрегатів трансмісії (карданної, головної передачі і ведучих коліс). Без такого роз'єднання важко позбутися динамічного навантаження (удару) під час введення у зачеплення пари зубчастих коліс або муфти вмикання синхронізатора.

Р

Рис. 5.11. Схема мас трансмісії, що обертаються: 1 - колінчастий вал двигуна; 2 - ведучий вал (умовний); З - зчеплення; 4 - первинний вал коробки передач; 5 - зубчасте колесо приводу проміжного вала; 6 - зубчасте колесо н-ої передачі; 7- приведена маса трансмісії; 8 - зубчасте колесо проміжного вала; 9 - ведений диск зчеплення; 10- ведучий диск зчеплення; 11 - приведена маса двигуна

оз'яснимо це більш детально за допомогою схеми (рис.5.11). Зубчасті колеса 6 і 8 -ої передачі, які необхідно ввести у зачеплення, зв'язані зі значними масами, що обертаються. Так, зубчасте колесо 8 зв'язане з масами колінчастого вала 1 двигуна, маховика 11, первинного вала 4 і пари зубчастих коліс 5 коробки передач. Зубчасте колесо 6 зв'язане з приведеною масою 7, що еквівалентна масі вузлів трансмісії - карданної і головної передач, диференціала, напівосей і коліс.

До моменту вмикання передачі (при роботі на іншій передачі) зубчасті колеса 6 і 8 обертались з різними кутовими швидкостями. Тому при введенні їх у зачеплення між зубами буде удар, енергія якого тим більша, чим вища різниця у кутових швидкостях.

Для цілковитого уникнення удару між зубами коліс у момент їх введення у зачеплення теоретично необхідно відокремити як первинний, так і вторинний вали коробки передач від мас 11 і 7. Цього можна було б досягти встановленням двох зчеплень - перед коробкою передач і за нею. Однак практичний досвід доводить, що цілком достатня плавність (безударність) перемикання передач досягається і при одному зчепленні З, встановленому між коробкою передач і двигуном. Після роз'єд-нання дисків 9 і 10 цього зчеплення

пара зубчастих коліс 5 і колесо 8, досить швидко знижують свою кутову швидкість (адже маса їх незначна). Коли швидкість зубчастого колеса 8 зрівняється із швидкістю колеса б, увімкнення передачі пройде без удару між зубами.

Після вмикання передачі наступне поступове розкручування деталей коробки передач до кутової швидкості двигуна (маси 11) досягається за рахунок тертя - буксування поверхонь дисків зчеплення 9 і 10. Це буксування закінчується в той момент, коли кутові швидкості валів 2 і 4 стають однаковими.

Зчеплення призначене для можливості керування ступінчастою коробкою передач. Воно забезпечує тимчасове відокремлення коробки передач від двигуна і наступне поступове з'єднання їх після вмикання передачі. Крім того, зчеплення захищає трансмісію від динамічних перевантажень і забезпечує плавне рушання та розгін автомобіля з місця.

При аналізі і оцінці конструкцій зчеплень, як й інших механізмів, варто керуватися пропонованими до них вимогами:

- надійна передача крутного моменту від двигуна до трансмісії;

- плавність і повнота включення;

- чистота вимикання;

- мінімальний момент інерції ведених елементів;

- гарний відвід тепла від поверхонь тертя;

- запобігання трансмісії від динамічних навантажень;

- підтримка натискного зусилля в заданих межах у процесі експлуатації;

- мінімальні витрати фізичних зусиль на керування;

- гарна врівноваженість.

На сучасних автомобілях найчастіше застосовують сухі, фрикційні зчеплення. Поряд з цим, відомі конструкції гідравлічних і електромагнітних зчеплень, які також використовують в автомобільних трансмісіях.