Механічне зчеплення автомобіля

Зчеплення автомобіля слугує для короткочасного роз’єднання колінчастого вала двигуна від коробки передач і їх плавного з'єднання, які необхідні при перемиканні передач і рушанні автомобіля з місця; воно також призначено: для передачі крутного моменту від двигуна до силової передачі (трансмісії) автомобіля; забезпечення плавного рушання автомобіля з місця, запобігання двигуна і трансмісії від динамічного перевантаження при різкій зміні швидкості автомобіля.
Дія механічного дискового зчеплення основана на використанні сил тертя, що виникають міжтрущимися поверхнями – дисками. Диски зчеплення діляться на ведучі, пов'язані з маховиком (обертаються разом з ним), і ведомі, пов'язані з ведучим валом коробки передач.

За кількістю ведомих дисків зчеплення діляться на одно дискові і дводискові.
Будова і робота
Зчеплення автомобіля ЗІЛ (рис. 1) – однодискове, сухе, фрикційного типу, з периферійним розташуванням циліндричнихпружин, встановлено в литому

картері.

Рис.1– Схема (а) і будова (б) одно дискового зчеплення автомобіля ЗІЛ:

1 – колінчастий вал; 2 – маховик; 3 – натискний диск; 4 – парні пружинні пластини; 5 – фасонна втулка; 6 – болт; 7 – картер; 8 – натискні пружини; 9 – кожух; 10 – тепло ізолююча шайба; 11 – відтискний підшипник; 12 – муфта; 13 – відтяжна пружина; 14 – фланець; 15 – вилка; 16 – важіль вимикання; 17 – регулювальна шайба; 18 – опорна вилка; 19 – пружна прижимна пластинка; 20 – пальці; 21 – кришка; 22 – ролики; 23 – болт; 24 – шплінт; 25 – зубчастий вінець; 26 – обшивка; 27 – пристрій для мащення; 28 – пластина; 29 – вал;

30 – підшипник; 31 – маточина; 32 – пружина демпфера.

Зчеплення автомобіля МАЗ - 54227 (рис. 2) – дводискове, сухе, фрикційного типу, з периферійним розташуванням циліндричних пружин, встановлено в литому чавунному картері.

Рис. 2 - Зчеплення МАЗ-54227:
1 - віджимна пружина; 2 - шток; 3 - кільце. 4 -планка, 5 - оттяжной важіль; б - вилка оттяжнойважеля; 7 - регулювальна гайка; 8 - опорнапластина; 9 - стопорна пластина; 10 - пружинаоттяжной важеля; 11 - муфта вимикання зчеплення з підшипником; 12 - шланг подачімастила до муфті вимикання зчеплення; 13 -вилка; 14 - завзяте кільце відтяжних важелів; 15 -вал вилки вимикання зчеплення-ня; 16 - важіль;17 - палець; 18 - кришка люка картера зчеплення;19 - кожух зчеплення; 20 - натискна пружина, 21 -теплоізоляційна прокладка пружини; 22 -натискною диск, 23 - кришка люка картерамаховика; 24 - маховик; 25 - відомі диски; 26 -середній провідний диск; 27 - завзятий штифт; 28 – диск гасителя крутильних коливань; 29 – фрикційні кільця гасителя; 30 – пружина гасителя; А -мінімальний хід муфти вимикання зчеплення.

Наведемо опис роботи зчеплення автомобіля МАЗ-54227.
Натискні 22 і середній ведучий 26 диски зчеплення відлиті із спеціального чавуну і мають на зовнішній поверхні чотири рівномірно розташованих по колу оброблених шипи, які входять у пази на маховику. Таке поєднання дає можливість переміщуватися дискам в осьовому напрямку і одночасно забезпечує передачу крутного моменту від маховика до натискного та середнього ведучого диску.

На натискний диск 22 постійно діють натискні пружини 20, які спираються іншим кінцем на кожух 19.

Між поверхнями фрикційних накладок ведомих дисків і робочими поверхнями маховика, середнього і натискного дисків виникає сила тертя, необхідна для передачі крутного моменту від двигуна до коробки передач. Для установки пружин 20 в кожусі зчеплення є направляючі стакани, а в натискному диску – напрямні стрижні.

Для запобігання пружин від нагріву і відпуску, можливих при тривалому буксуванні зчеплення, під кожну пружину з боку диска підкладено теплоізоляційна прокладка з пресованого азбестового картону.
Передній і задній ведомі диски невзаємозамінні і встановлені на шліцах первинного вала в певному положенні, як показано на рисунку вище.
Ведені диски 25 невзаємозамінні і також встановлені на шліцах первинного вала в певному положенні. Вони складаються з маточини, дисків з фрикційними накладками і гасителя крутильних коливань.
Гаситель охороняє зчеплення від впливу крутильних коливань, що передаються від колінчастого вала двигуна, а також забезпечує більш плавне включення зчеплення і створює сприятливі умови для роботи зубчастих зачеплень передач.

Гарантовані зазори між відомими дисками і поверхнями тертя маховика, середнього ведучого і натискного дисків при вимиканні зчеплення в міру зносу накладок забезпечуються спеціальним механізмом автоматичного регулювання відходу середнього диска. Цей механізм складається з штоків 2 (рис. 2), закріплених у кожному з чотирьох шипів середнього ведучого диска, розрізних кілець 3 для переміщення по штоку яких необхідно певне зусилля, і упорних планок 4, які кріпляться за кожухом зчеплення болтами до маховика.
При вимиканні зчеплення натискний диск 22 відходить назад не менш ніж на 2 мм і звільняє другий ведений диск 25. Середній ведучий диск 26 під дією пружин 30 також відходить назад до упору кільця 3 в планку 4 на величину 1,2 ± 0,1мм, звільняючи перший ведений диск 25.
У міру зношування фрикційних накладок зчеплення середній ведучий диск під дією натискних пружин диска переміщується до маховика. Кільця 3 при цьому впираються в кожух зчеплення, переміщуючись по штоках 2 і зберігаючи розмір між кільцями і упорними планками.

2. Гідротрансформатор
Гідротрансформатор (ГТ) служить для передачі крутного моменту від двигуна до елементів автоматичної коробки передач (АКП) і складається з наступних основних частин (рис. 3): корпус; насосне колесо або насос; турбінне колесо або турбіна; статор; обгонна муфта.

Рис. 3 – Загальна будова гідротрансформатора

Для ілюстрації принципу дії ГТ як елемента, що передає крутний момент, скористаємосяприкладом з двома вентиляторами (рис.4).

Один вентилятор (насос) включений в мережу і створює потік повітря. Другий вентилятор (турбіна) – вимкнений, однак його лопатки, сприймаючи потік повітря, що створюється насосом, обертаються. Швидкість обертання турбіни менша, ніж у насосу, вона як би прослизає по відношенню до насосу. Якщо застосувати цей приклад по відношенню до ГТ, то в ньому в якості вентилятора, включеного в мережу (насоса), виступає крильчатка насосного колеса.

Рис. 4 - Приклад з вентиляторами

Насосне колесо механічно пов'язано з двигуном. У якості вимкненого вентилятора (турбіни) виступає турбінне колесо, поєднане через шліци з валом АКП. Подібно вентилятору - насосу, крильчатка насосного колеса ГТ, обертаючись, створює потік, тільки вже не повітря, а рідини (мастила). Потік мастила змушує обертатися турбінне колесо ГТ. У даному випадку ГТ працює як звичайна гідромуфта, лише передаючи за допомогою рідини крутний момент від двигуна на вал АКП, не збільшуючи його.

Збільшення обертів двигуна не призводить до істотного збільшення переданого крутного моменту.

Знову повернемося до ілюстрації з вентиляторами. Потік повітря, що крутить лопатки вентилятора - турбіни, розсіюється даремно в просторі. Якщо ж цей потік, який зберігає значну залишкову енергію, направити знову до вентилятора - насосу, він почне обертатися швидше, створюючи більш потужний потік повітря, направлений до вентилятора - турбіни. Той, відповідно, теж почне обертатися швидше.

Це явище відоме як перетворення (збільшення) крутного моменту.
У ГТ у процес перетворення крутного моменту крім насосного та турбінного коліс включений статор, який змінює напрям потоку рідини. Подібно повітрю, він обертає лопатки вентилятора - турбіни, потік рідини (мастила), що обертає турбінне колесо ГТ, все ще володіє значною залишковою енергією. Статор направляє цей потік назад на крильчатку насосного колеса, змушуючи її обертатися швидше, збільшуючи тим самим крутний момент. Чим менше швидкість обертання турбінного колеса ГТ по відношенню до швидкості обертання насосного колеса, тим більшою залишкової енергією володіє мастило, яке повертається статором на насос, і тим більшим буде момент, створюваний у ГТ.Турбіна завжди має швидкість обертання меншу, ніж насос. Це співвідношення швидкостей обертання турбіни і насосу максимально при нерухомому автомобілі і зменшується із збільшенням його швидкості.

Оскільки статор зв'язаний з ГТ через обгінну муфту, яка може обертатися тільки в одному напрямі, то, завдяки особливій формі лопаток статора і турбіни потік мастила направляється на зворотну сторону лопаток статора, завдяки чому статор заклинюється і залишається нерухомим, передаючи на вхід насосу максимальну кількість залишкової енергії мастила, що збереглася після обертання турбіни. Такий режим роботи ГТ забезпечує максимальну передачу ним крутного моменту. Наприклад, при рушанні з місця ГТ збільшує крутний момент майже в три рази.
У міру розгону автомобіля прослизання турбіни щодо насосу зменшується і настає момент, коли потік мастила підхоплює колесо статора і починає крутити його в бік вільного ходу обгінною муфти. ГТ перестає збільшувати крутний момент і переходить у режим звичайної гідромуфти. У такому режимі ГТ має ККД, що не перевищує 85%, що призводить до виділення в ньому зайвого тепла і, в кінцевому рахунку, збільшення витрати палива двигуном автомобіля.

Електромагнітне зчеплення
Електромагнітним називається зчеплення, в якому стиснення ведучих і ведених деталей здійснюється електромагнітними силами. Електромагнітні зчеплення є постійно розімкнутими.
Схема електромагнітного фрикційного зчеплення представлена ​​на рис. 5 Натискний диск 2, з'єднаний пальцями з диском 4, в якому знаходиться електромагніт 8. До електромагніту підводиться струм від генератора через щітки 7 і контактні кільця 5. Якір електромагніту закріплений на кожусі 1 зчеплення, який зв'язаний з маховиком 11 двигуна.

Рис. 5 - Електромагнітне фрикційне зчеплення:
1 - кожух; 2 - натискною диск, 3 - якір; 4 - диск; 5 - кільце, 6 - муфта; 7 - щітки; 8 - електромагніт, 9 - пружина, 10 - ведений диск, 11 - маховик
При малій частоті обертання колінчастого вала двигуна зчеплення вимкнено пружинами 9. При збільшенні частоти обертання колінчастого вала підводиться струм до електромагніту створює магнітне поле і електромагніт притягується до якоря. Разом з електромагнітом переміщується натискний диск 2, який притискує ведений диск 10 до маховика 11 двигуна, і зчеплення вимикається.
При перемиканні передач зчеплення вимикається пристроєм, який знаходиться на важелі перемикання передач і перериває надходження струму в електромагніт.
Муфта 6 призначена для блокування зчеплення при пуску двигуна буксируванням автомобіля.
Порошкове електромагнітне зчеплення
Електромагнітне порошкове зчеплення представлено на рис. 6.
Ведучими деталями зчеплення є маховик 1 двигуна і магнітопроводи 2, прикріплені до маховика болтами, ведомими частинами - диски 8 з немагнітного матеріалу, приклепаними до маточини, встановленої на шліцах первинного вала коробки передач.

Рис. 6 – Будова електромагнітного порошкового зчеплення:
1 - маховик; 2, 3, 6, 7 - магнітопроводи; 4 - обмотка; 5 - висновок; 8 - диск; 9 - картер;
До дискаі прикріплено два магнітопроводи 6 і 7. У картер 9 зчеплення запресованио магнітопровід 3 з обмоткою збудження 4, один кінець якої з'єднаний з масою автомобіля, а інший - з виводом 5. Магнітопроводи 2, 6 і 7 розділені зазорами, які заповнені феромагнітним порошком (рідким із корозійностійкої сталі), що володіють високими магнітними властивостями.
При відсутності струму в обмотках збудження зчеплення вимкнено, тому що між його ведучими і веденими деталями відсутній силовий зв'язок.
При підведенні струму до обмотки збудження створюється магнітне поле. Під його дією частки феромагнітного порошку притягуються одна до одної і одночасно до магнітопроводу 2, 6 і 7. У результаті між ведучими і веденими деталями зчеплення створюється силовий зв'язок, який залежить від сили струму, що надходить в обмотку збудження.
При малій силі струму в обмотці збудження зчеплення пробуксовує, що необхідно при рушанні автомобіля з місця. При збільшенні сили струму в обмотці збудження буксування зчеплення зменшується до повного блокування провідних і ведених деталей, і зчеплення вмикається.
Особливості
Електромагнітні зчеплення відносяться до зчепленням з автоматичним управлінням, у яких педаль зчеплення на автомобілі зазвичай відсутня. Такі автомобілі називаються автомобілями з двох педальним управлінням. Автоматичне керування зчепленням може бути забезпечено застосуванням вакуумного, пневматичного, гідравлічного, електричного або комбінованого приводів.
Перемикання передач зчеплення здійснюється пристроєм, який знаходиться у важелі перемикання передач і перериває надходження струму в електромагніт.
Муфта 6 призначена для блокування зчеплення при пуску двигуна, а також при буксируванні автомобіля.

Дата добавления: 2013-12-12