25. Способы поддержания нажимного усилия в заданных пределах в процессе эксплуатации.
1. Применение сцеплений с регулируемым в процессе эксплуатации усилием пружин.
2. Установка сцеплений с диафрагменными пружинами.
(см. упругую характеристику диафрагменной пружины)
В начальной стадии изнашивания фрикционных накладок, усилие создаваемое пружиной не уменьшается, а наоборот увеличивается. Число деталей сокращается в 2 раза, уменьшается, длина сцепления, обеспечивается равномерное распределение усилия по всей накладке. Центральные силы
не искажают характеристики диафр-й пружины. Как видно из упругой характеристики для удержания сцепления в выключенном состоянии требуется усилие на 30% меньше чем в момент начала выключения.
3. Уменьшение жесткости нажимных пружин.
∆f – износ накладок в процессе эксплуатации. Пружина имеющая меньшую жесткость сохраняет большее нажимное усилие при уменьшении деформации на одну и туже величину.
26. Работа водителя при выключении сцепления. Усилия на педали сцепления при включении.
Минимальные затраты физических усилий на управление обеспечиваются конструкцией механизма сцепления и его привода. Физические усилия затрачиваются в 3 этапа:
1-выключение сцепления; 2-удержание сцепления в выключенном состоянии; 3-включение сцепления.
Рассчитать работу водителя можно только для 1-го и 3-го этапа:
;
;
- для
периферийных пружин
- для
диафрагменных пружин
;
Работа водителя не должна превышать определенных значений:
Для легковых авто. Lвод<25 Дж.
груз. авто. Lвод<30 Дж.
Усилие на педаль:
Рпед (Н). : легк.<150 Н.
груз.<250 Н.
Усилие на педаль можно уменьшить:
1. Уменьшив коэффициент запаса сцепления β, в тех сцеплениях, где он (β) мало зависит от износа накладок.
2. Увеличение коэффициента трения – совершенствование материала накладок.
3. Увеличение КПД привода путем замены трения скольжения на трение качения в элементах привода.
Uп.с. – (передаточное отношение педали сцепл-я) можно изменить лишь в узких пределах т.к. оно ограничивается полным ходом педали сцепления, которое лежит в пределах от 120-190 мм.
4. Применение усилителей в приводе сцепления.
27. Расчет на прочность цилиндрических нажимных пружин. Определение жесткости пружин по её геометрическим параметрам.
Потребное усилие
нажимных пружин:
;
где Ме-
момент передаваемый двигателем со
внешней стороны (н/м2);
β-коэфициент запаса сцепления.
Число пружин должно быть кратно числу отжимных рычагов, а усилие одной пружины не должно превышать 800 Н. Рпр1 < 800 Н.
Усилие создаваемое
одной пружиной:
;
Z-число
пружин.
Цилиндрические нажимные пружины рассчитываются на кручение:
Определим напряжение витка цилиндрической пружины:
Wp –
момент сопротивления кручению.
Отсюда , зная допускаемое напряжение для материалов пружин 65Г, 85Г [τ]=700-900 МПа
можно определить требуемый диаметр проволоки по условиям прочности.
Р’пр1= 1,2Рпр1; -
усилие пружины в выключенном состоянии
сцепления.
Жесткость одного
витка пружины:
где f1
– осевое упругое сжатие одного витка
пружины.
Определим число
рабочих витков пружины:
[C]
– допускаемая жесткость пружины. Н/мм.
легк.авто. 30-40 н/мм
груз. авто. 20-30 н/мм.
Число рабочих
витков пружины округляется до целых
значений в сторону увеличения и
рассчитывается реальная жесткость
пружины:
где nр’
– принятое число рабочих витков.
Полное число витков пружины: nп=n’р + (1,5 ….. 2,0)
28. Схема привода сцепления. Общее передаточное число для механического и гидравлического привода сцепления.
Механическое сцепление.
Uприв.
– передаточное число привода сцепления.
Сцепление с гидроприводом:
η=0,7-0,8 для механического привода
η= 0,8-0,9 для сцепл. с гидроприводом.
Передаточное число гидравлического привода сцепления определяем по формуле:
Усилие на педаль: Рпед, (Н) легк. авто. 150 Н.
груз.авто. 250 Н.
Ход педали сцепления не должен превышать: легк.авто. 160 мм. Sп=Sсх+Sрх;
груз. авто. 190 мм. Sсх=∆2·Uп·Uв;
Sр=(∆1·i+∆)·Uпр; где ∆1 – зазор между трущимися поверхностями: однодиск. 0,75-1,0 мм.
двух. диск. 0,5-0,75 мм.
∆=0,8-1,5 мм. – упругая деформация ведомого диска.
∆2=2-5 мм. – зазор между выжимным подшипником и рычагом.
Sсх – свободный ход педали
Sрх – рабочий ход педали
Sп – полный ход педали
Усилитель в приводе применяется, если усилие на педали выше регламентированных значений.
29. Способы включения передач. Рабочий процесс синхронизатора. Определение момента трения и усилия водителя при переключении.
1. При помощи подвижных зубчатых муфт, применяется для включения 1-ой передачи на грузовых автомобилях и заднего хода.
“-” Ударные нагрузки от сил инерции ведомого диска и вращающихся с ними деталей коробки передач. При включении передач основная нагрузка при этом приходится на 1 или 2 зуба включающихся зубчатых колёс, что приводит к их быстрому износу и поломке.
Для включения передачи требуется переместить каретку на всю длинну зуба, что приводит к увеличению общей длинны коробки передач и её массы.
2. При помощи зубчатых муфт:
Применяется в коробках передач с шестернями постоянного зацепления.Ударные нагрузки распростроняются между всеми зубьями муфты, что однако не снижает шума, при переключении не обеспечивает включения.
3. При помощи синхронизаторов:
Синхронизаторы полностью исключают ударные нагрузки и шум при переключении передач. Используются только инерционные синхронизаторы, которые блокируют включающую зубчатую муфту до тех пор, пока кинетическая энергия деталей вращающихся вместе с ведомым диском не будет поглащена работой трения в синхронизаторе, что соответствует полному равенству угловых скоростей синхронизирующих элементов.
Синхронизатор включает следующие элементы:
1. Выравнивающий – фрикционный элемент поглащающий энергию касательных сил инерции вращающихся масс.
2. Блокирующий – препятствует перемещению включаемой зубчатой муфты до полного выравнивания угловых скоростей.
3. Включающий элемент- зубчатая муфта включающая передачу.
Наибольшее распространение получили конусные синхронизаторы, в которых выравнивающим элементом является конусная муфта.
Yп – приведенный момент инерции следующих деталей:
- ведомый диск сцепления с первичным валом и шестерней
- промежуточный вал со всеми закрепленными на нем шестернями.
- вращающиеся шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала.
Yа – приведенный момент инерции автомобиля.
Для выравнивания угловых скоростей необходимо на поверхности конусов создать момент трения:
;
Mтр=const - в процессе синхронизации.
-- угловая
скорость ведущего вала до переключения.
-- угловая
скорость зубчатых колес более высшей
передачи.
t
– время синхронизации;
Усилие водителя
(Q)
при переключении:
Мтр=Рп·μ·τср;
;
;
;
;
Q=Pr·Uрыч;
Рп – нормальная сила на поверхности трения. μ – коэф. трения. τср – средний радиус конуса. Q – усилие создаваемое водителем. Ррыч – усилие водителя на рычаге.ω – угловая скорость коленвала.
Усилие водителя Q уменьшается при увеличении времени синхронизации и увеличении плотности ряда К.П.П.