Принцип дії
При працюючому двигуні насосне колесо за допомогою своїх лопаток змушує рідину обертатися і під дією відцентрової сили переміщуватись уздовж лопаток у напряму від центра до периферії.
Вийшовши з насосного колеса, потік рідини діє на турбінне колесо передаючи йому свою кінетичну енергію і створюючи на турбіні крутний момент. Проходячи поміж лопаток турбінного колеса у напряму до центра, потік рідини залишає турбіну і потрапляє на лопатки реактора. Змінивши з допомогою лопаток реактора свій напрям руху, потік рідини повертається до входу в насосне колесо, утворивши таким чином замкнуте коло циркуляції.
Силовий вплив потоку на лопатки кожного з робочих коліс складається з двох сил: активної, з якою потік впливає на робоче колесо при вході в нього, та реактивної, з якою потік впливає на робоче колесо при виході знього.
Для максимальної передачі кінетичної енергії рідині, лопатки турбінного колеса роблять опуклими у сторону напряму обертання насосного колеса, а лопатки реактора опуклими в зворотню сторону.
При такій конструкції лопаток на турбінному колесі під впливом потоку рідини виникає крутний момент, що примушує його обертатися у напряму обертання насосного колеса, а на реакторі виникає реактивний момент, що намагається обертати реактор у протилежному напрямку. Реакторне колесо встановлено на муфті вільного ходу, яка виключає обертання його в зворотньому напрямку. При цьому реактивний момент реакторного колеса спрямований у сторону обертання турбінного колеса, а сумарний момент турбінного колеса складається з крутного моменту насосного колеса та крутного моменту реакторного колеса, забезпечуючи таким чином збільшення крутного моменту на виході з гідротрансформаторм порівняно з крутним моментом на вході до нього.
Збільшення крутного моменту гідротрансформатора оцінюється коефіцієнтом трансформації, який дорівнює відношенню крутного моменту на виході до крутного моменту на насосному колесі.
Коефіцієнт трансформації досягає свого максимального значення (2,0…4,0) при наближенні кутової швидкості турбінного колеса до мінімальної. У деяких конструкціях гідротрансформатора для підвищення коефіцієнта корисної дії передбачено блокування насосного та турбінного коліс фрикційною муфтою з автоматичним керуванням.
Рис. 3.7.23. Принцип дії гідротрансформатора-гідромуфти
Рис. 3.7.24. Режими роботи гідротрансформатора та рух масла
Загальна конструкція елементів зчеплень
- Ведучі елементи.
- Ведені елементи.
- Підсилювачі.
- Пристрої ( робочі тіла ), що з’єднують ведучі та ведені елементи.
- Гасителі крутильних коливань.
- Привід та системи керування.
Рис. 3.7.25. Однодискове сухе фрикційне зчеплення з діафрагмовою пружиною та механічним приводом:
1- картер; 2- підшипник вимкнення зчеплення; 3- втулка опорна вала вимкнення зчеплення; 4- вилка вимкнення зчеплення; 5- натискна пружина; 6- ведений диск; 7- маховик; 8- натискний диск; 9- кожух зчеплення;
10- первинний вал коробки передач; 11- трос; 12- педаль зчеплення;
13- муфта підшипника вимкнення зчеплення; 14- пластина, що з’єднує кожух зчеплення з натискним диском; 15-пружина демпфера; 16-маточина ведучого диска.
Рис. 3.7.26. Подвійне сухе фрикційне зчеплення з механічним приводом та автоматичним керуванням
Рис. 3.7.27. Констркція однодискового фрикційного сухого зчеплення з діафрагмовою пружиною натискної дії та гідравлічним приводом
а). б).
Рис. 3.7.28. Схема роботи фрикційного однодискового зчеплення:
а). Зчеплення включено. б). Зчепленя виключено.
Рис. 3.7.29. Деталі однодискового сухого зчеплення автомобіля ЗИЛ:
1. Фрикційні накладки веденого диска; 2. Ступиця веденого диска;
3. Пластина фрикційного демпфера; 4. Ведений диск; 5. Мастиловідбивна маточина веденого диска; 6. Диск демпфера; 7. Кільце демпфера; 8. Опорна пластина пружинного демпфера; 9. Балансувальний вантаж; 10. Натискний диск; 11. Демпферна пружина; 12. Вушко натискного диска; 13. Кожух зчеплення.
Гасник крутильних коливань має вісім пружин встановлених у прямокутних отворах диска 6 та кільця 7.
Рис. 3.7.30. Конструкція веденого фрикційного диска зчеплення з подвійними демпферними пружинами та фрикційними накладками для передачі крутного моменту та накладками гасіння крутильних коливань
Система гасіння коливань складається з фрикційної частини і по одному комплекту пружин для гасіння крутильних коливань при передачі крутного моменту і другого комплекту пружин для гасіння коливань під час роботи двигуна на холостому ходу. Фрикційні накладки закріплені на знімній частині веденого диску з тонкої пружинної сталі. Відповідно до вимог екологічної безпеки накладки не повинні вміщувати у своєму складі важких металів, шкідливих матеріалів, як свинець, азбест тощо. Накладки ZF Sachs виготовлені з органічних матеріалів і короткочасно витримують температуру до 400 0С. Агломераційні накладки ZF Sachs, які виготовлені з неорганічних матеріалів витримують значно більші навантаження.
Рис. 3.7.31. Ведучий елемент-нажимний диск зчеплення автомобіля
АКОР Мерседес з діафрагмовою пружиною
Діафрагмові пружини останнім часом використовуються і на вантажних автомобілях. Привыд зчеплення гідравлічний з пневмопідсилювачем.
Рис. 3.7.32. Конструкція ведучих елементів зчеплення XTend (кожух, натискний диск з мембранною пружиною)
Конструкція зчеплення виключає залежність пересування діафрагмової пружини від зносу фрикційних накладок. Для цього між діафрагмовою пружиною та натискним диском зчеплення розташований механізм компенсації зносу фрикційних накладок.
Рис. 3.7. 33. Обладнання компенсації зазору при зношенні фрикційних накладок
Зношення накладок змінює розташування діафрагмової пружини, оскільки натискний диск пересувається в сторону маховика. Пелюстки діафрагмової пружини теж пересуваються.
При кожному вмиканні зчеплення обмежувач на корпусі фіксує зношення фрикційних накладок та піднімає пружинний стопор на величину зношення над установочними кільцями.
Клиноподібний повзун, що підтягується пружиною та заходить в зазор і фіксує пружинний стопор у припіднятому стані. При вимкненні зчеплення проходить скидання навантаження з обох кілець в осьовому напрямку.
За рахунок попереднього натягування пружин установочних кілець, нижнє установочне кільце повертається так, що верхнє кільце знову прилягає до пружинного стопору. Мембранна пружина займає вихідне положення, що компенсує зношення накладок.
Рис. 3.7.34. Конструкція сухого дводискового зчеплення з діафрагмовою пружиною
Дводискове зчеплення забезпечує передачу великого крутного моменту та зменшує при цьому габаритні розміри зчеплення. В зчепленні використовуються ведені диски з малим моментом інерції, що покращує вмикання передач. Встановлені у проміжному і натискному дисках гвинтові пружини забезпечують роз’єднання дисків.
Рис. 3.7.35. Самоцентрувальний вижимний підшипник та гідравлічний привід зчеплення
Вижимні підшипники призначенні для короткочасної роботи при вимиканні (вмиканні) зчеплення. Якщо підшипник працює постійно, це зменшує ресурс його роботи та приводить до передчасного виходу з ладу. Для уникнення цього між підшипником та важелями виключення зчеплення (пелюстками діафрагмової пружини) повинен підтримуватися зазор який виключає постійну роботу підшипника, а тільки під час вимикання (вмикання) зчеплення.
Рис. 3.7.36. Вижимний підшипник з вбудованим концентричним робочим циліндром та гідравлічним приводом зчеплення СSC (Concentric Slave Cylinder)
Використовуються при недостатку простору в конструкції для установки звичайного приводу зчеплення.
3.7.1. Приводи зчеплення
Призначення
Забезпечення плавного та повного вмикання (вимкнення) передачі крутного моменту від двигуна до коробки передач шляхом натискання (відтискання) на вижимний підшипник та відокремлення натискного ведучого диска від веденого.
Вимоги
Легкість керування, надійність конструкції, простота та доступність обслуговування.
Класифікація
Механічний, гідравлічний, комбінований пневмогідравлічний, електромеханічний, електровакуумний, з автоматичним керуванням та неавтоматичним.
Конструкція приводу
Педаль зчеплення, сервопружина, система тяг та важелів механічного приводу, або головний та робочий циліндри, трубопроводи, резервуар робочої рідини гідравлічного приводу, гідронасос, вижимний підшипник, датчики, модулятори, блок керування та виконавчі органи системи автоматичного керування.
Рис. 3.7.37. Механічний привід зчеплення автомобіля ЗИЛ-131:
1.Педаль зчеплення; 2. Важелі вимкнення зчеплення; 3. Відтяжна пружина педалі зчеплення; 4. Втулка вилки вимкнення зчеплення; 5. Фланець вилки вимкнення; 6. Пружина тяги виключення; 7. Важіль тяги виключення;
8. Сферична гайка регулювання вільного ходу.; 9. Контргайка; 10.Тяга;
11. Картер зчеплення; 12. Віджимний кульовий упорний підшипник виключення зчеплення; 13. Муфта підшипника виключення зчеплення;
14. Вилка виключення зчеплення; 15. Повздовжній лонжерон несівної системи; 16. Кронштейн вала педалі зчеплення; 17. Вал педалі зчеплення;
18. Важіль виключення зчеплення; 19. Латунні втулки вала педалі;
20. Маслянка вала виключення; 21. Маслянка втулок вала педалі.