Основные элементы фрикционного сцепления

4.1Нажимной диск.Для передачи части крутящего момента двигателя этот диск должен

иметь силовую связь с маховиком в тангенциальном направлении и возможность перемещения в

осевом направлении при включении и выключении сцепления. Схемы различных способов

обеспечения связи нажимных дисков с маховиком приведены на рис. 26. Наиболее простой способ

— применение упругих пластин, закрепленных одним концом на нажимном диске, другим — на

кожухе сцепления (рис. 26, а). Другие способы более сложные; кроме того, при выключении

сцепления необходимо дополнительно к усилию для сжатия нажимных пружин преодолеть трение

между элементами, через которые передается усилие от диска к маховику или кожуху сцепления.

В однодисковом сцеплении нажимной диск передает половину крутящего момента

двигателя; в двухдисковом сцеплении средний нажимной диск передает половину крутящего

момента, а наружный нажимной диск — четверть крутящего момента. Это следует учитывать при

определении нагрузок в элементах связи нажимных дисков с маховиком двигателя.

Нажимные диски выполняются массивными для поглощения теплоты, соответствующеи

передаваемой ими доле крутящего момента при буксовании сцепления. Поверхность нажимного

диска, обращенного к ведомому диску, шлифуется. Для лучшего отвода теплоты нажимные диски

иногда имеют вентиляционные радиальные каналы. Нажимной диск (в некоторых конструкциях в

сборе с кожухом) подвергается статической балансировке.

Рис. 26. Схемы способов обеспечения связи нажимного диска с маховиком

4.2Рычаги выключения сцепления.Шарнирная связь их с опорами в нажимном диске и в

кожухе сцепления может быть обеспечена установкой рычагов на игольчатых подшипниках, при

этом потери на трение при управлении сцеплением минимальны. В эксплуатации игольчатые

подшипники являются одним из слабых мест сцепления: смазочный материал в подшипники

закладывают только при сборке; угловой диапазон перемещения подшипника небольшой, что

приводит к значительному местному износу под действием нагруженных иголок. В некоторых

конструкциях сцеплений наблюдается сильный износ концов рычагов, в которые упирается

подшипник выжимной муфты при включении сцепления, несмотря на то что рабочие поверхности

рычагов подвергают цементации или азотированию. В некоторых конструкциях сцеплений

грузовых автомобилей для предотвращения износа концов рычагов к ним прикрепляется опорная

шайба, в которую упирается подшипник выжимной муфты при включении сцепления (автомобили

МАЗ, КамАЗ и др.).

При выключении сцепления, когда рычаги из наклонного положения перемещаются в

горизонтальное, расстояние между опорами рычага меняется. Для обеспечения кинематического

согласования перемещений рычага (углового перемещения) вилка, в которой размещен

игольчатый подшипник опоры, связанной с кожухом сцепления, опирается на кожух сцепления

через регулировочную гайку со сферической поверхностью и, таким образом, позволяет опоре

рычага перемещаться по дуге. Вилка фиксируется от осевого перемещения конической пружиной

(автомобили ГАЗ) или упругими пластинами (автомобили ЗИЛ).__

4.3Ведомый диск сцепления.Ступица, диск с фрикционными накладками и гаситель

крутильных колебаний — элементы ведомого диска, который центрируется по ступице и

подвергается статической балансировке (в сборе). Для предохранения диска от коробления при нагреве в нем выполняются радиальные прорези. Диск должен обладать упругостью, чтобы

обеспечить плавность включения сцепления. Достигается это различными конструктивными мероприятиями. Например, в сцеплениях автомобилей ВАЗ сектора ведомого диска имеют выпуклости, поочередно направленные в противоположные стороны. Одна накладка приклепывается к секторам, направленным в одну сторону, другая накладка приклепывается к секторам, направленным в другую сторону. В сцеплении автомобиля ГАЗ-3102 ≪Волга≫ к диску приклепаны пластинчатые пружины волнообразной формы, на которых заклепками крепятся фрикционные накладки (рис. 27).

Примерно такую же конструкцию имеют ведомые диски сцеплений ЗАЗ-968М, ≪Магирус- 290≫ с той лишь разницей, что одна из накладок крепится непосредственно к диску. В двухдисковых сцеплениях упругие диски обычно не используют, так как это приводит к увеличению хода нажимных дисков при выключении и хода педали. Однако при установке упругих дисков на опытных образцах двухдисковых сцеплений значительно увеличился срок службы фрикционных накладок. По-видимому, при применении усилителя привода сцепления, когда передаточное число привода может быть уменьшено и ход педали ограничен, использование упругих дисков в двухдисковых сцеплениях целесообразно.

Материал диска — высокоуглеродистая сталь 60Г, 65Г. Диск соединяется с фланцем

ступицы при помощи заклепок или болтов.

Основные элементы фрикционного сцепления__

Рис. 27. Ведомый диск сцепления автомобиля ГАЗ-3102:

1— втулка с упорным фланцем; 2— пружина гасителя (нажимная); 3—теплоизолирующая шайба;

4— фрикционная шайба; 5 и 6— заклепки; 7 и 13—диски; 8— фрикционные накладки; 9— пластинчатые пружины; 10—одна из пружин гасителя; 11— упорный палец; 12— ступица; 14— балансировочный грузик

4.4Фрикционные накладки.К накладкам предъявляется ряд требований: высокий

коэффициент трения, мало изменяющийся от температуры, давления, скорости буксования (по ГОСТ 1786—88 в зависимости от материала μ= 0,28...0,62); высокие износоустойчивость и прочность (накладки должны выдержать без разрыва угловую скорость, в 2 раза превышающую максимальную угловую скорость двигателя); плавное, пропорциональное нажимному усилию нарастание силы трения; достаточная термостойкость и теплопроводность. При этом конструкция сцепления должна быть такой, чтобы обеспечить хороший теплоотвод. Температура накладок не

должна превосходить при длительной работе 200° С, при кратковременной 350° С.

До последнего времени для фрикционных сцеплений в основном применялись

асбофрикционные накладки, в состав которых входят асбест, наполнители, связующие. В

настоящее время все большее распространение получают фрикционные

накладки без асбеста или с минимальным его содержанием. Это, в частности, связано с тем, что производство, где в воздухе содержится асбестовая пыль, экологически опасно. Применение асбеста объясняется его хорошей термической стойкостью.

Добавление наполнителей обусловлено необходимостью придать накладке ряд необходимых свойств: износостойкости— смоляные частицы и графит; теплопроводности и плавности включения — медь, латунь, бронза, алюминий (в виде порошка, стружки или проволоки); стабильности коэффициента трения — цинк; уменьшения износа и задирообразования — свинец (ухудшает термостойкость).

Связующие материалы определяют фрикционные свойства, износостойкость и

термическую стойкость. В качестве связующих применяются фенолформальде-гидные смолы и их модификации, синтетические каучуки, а также комбинации смол и каучуков. Фрикционные накладки выполняют формованными, спирально-навитыми и ткаными. Формованные накладки устанавливают на большинство грузовых автомобилей (примерный состав: асбест в виде коротких

волокон — 40 %, наполнители — 30...40 %, связующие —20...30 %). Навитые накладки

применяют главным образом на легковых автомобилях ЗАЗ, ВАЗ, АЗЛК (примерный состав: асбест в виде шнура — 50 %, проволока—10%, хлопок—10%, наполнители —5...10 %, связующие —20 %). Использование тканых накладок как на легковых, так и на грузовых автомобилях сравнительно редко.

Металло-керамические и спеченные керамические накладки в автомобильных сцеплениях

почти не применяют, хотя они обеспечивают высокий коэффициент трения, обладают хорошей износостойкостью и теплопроводностью. Однако их большая масса обусловливает повышение момента инерции ведомого диска, а их абразивные свойства таковы, что изнашивание контртела (маховика, нажимных дисков) интенсифицируется. Такие накладки широко применяются в фрикционных муфтах гидромеханических коробок передач.

4.5Кожух сцепления.Кожух изготовляют из малоуглеродистой стали методом глубокой

вытяжки. Центрирующими элементами являются установочные штифты, болты или

центрирующий бортик на маховике. Для отвода теплоты от нагретых деталей кожух имеет окна,

которые обеспечивают необходимую вентиляцию. Иногда для обеспечения направленной

циркуляции воздуха в картере сцепления устанавливают направляющие элементы, выполненные

из тонкого стального листа

Привод сцепления

Типы приводов сцеплений

Механический привод сцепления

Механический привод имеет предельно простое устройство и состоит из следующих конструктивных элементов: педаль привода сцепления; трос; устройство регулирования; рычажный привод; выжимной подшипник.

Работа механического привода предельно проста: водитель воздействуя на педаль, приводит в движение рычажное устройство, которое в свою очередь перемещает по направляющей выжимной подшипник, тем самым выключая сцепление.

Гидравлический привод сцепления

Гидравлический привод имеет более сложное устройство в сравнении с механическим. В его устройстве также присутствуют педаль и вилка сцепление, однако гибкий трос заменен следующими элементами: главный цилиндр; бачок для жидкости; рабочий цилиндр; гидравлическая магистраль.

Гидравлический привод сцепления использует свойство несжимаемости жидкости. В качестве рабочей жидкости используют такую же, что и в гидравлическом тормозном приводе. Привод имеет главный и рабочий цилиндры, соединенные между собой трубопроводом. Плунжер рабочего цилиндра через толкатель действует на вилку включения сцепления, связанную с выжимным подшипником.

Пневматический привод сцепления

Такой механизм состоит из пневмокамеры 12, закрепленной на корпусе сцепления с левой стороны, и следящего устройства. Корпус 16 следящего устройства соединен через тягу 8 с педалью, а плунжер 15 — с рычагом 6. Если нажать на педаль сцепления, то тяга 8 переместит корпус 16 следящего устройства по плунжеру, испытывающему сопротивление со стороны рычага. Клапан 14, перемещаемый вместе с корпусом, упрется в торец плунжера и откроется.

Сжатый воздух из пневмосистемы трактора через клапан 14 поступит в пневмокамеру и переместит шток 11, который, воздействуя на рычаг вилки, выключит сцепление. При возвращении педали в исходное положение между клапаном 14 и плунжером 15 образуется зазор. Сжатый воздух из пневмокамеры выходит через отверстие 18 следящего устройства в атмосферу.

5.2 Детали приводов сцепления:

Педаль сцепления.Верхняя педаль имеет нижнюю опору (рис. 28, а), обычно применяется для механического привода; нижняя педаль имеет верхнюю опору

(рис. 28, б)—для гидропривода. Иногда нижнюю педаль применяют и при механическом приводе (МАЗ-5335, КАЗ-4540). Верхняя педаль чаще является рычагом первого рода, нижняя педаль — рычагом второго рода. Нижняя педаль при одинаковых размерах с верхней обеспечивает большее передаточное число (естественно, при большем ходе педали). При нижней педали проще герметизировать салон автомобиля (или кабину) от моторного отсека, когда главный гидроцилиндр привода сцепления крепится непосредственно к стенке, отделяющей моторный отсек от салона.

При откидывающейся кабине грузового автомобиля связь между педалью привода и

сцеплением, имеющим гидравлический привод, осуществляется гибким шлангом. Если у

автомобиля с откидывающейся кабиной применяется механический привод сцепления, то

педальный привод усложняется из-за необходимости совместить ось поворота кабины с какой-

либо неподвижной осью педального привода сцепления, как это выполнено в автомобилях МАЗ-

5335, КАЗ-4540.

Вилка выключения сцепления. Конструктивно вилка может быть выполнена за одно

целое с вильчатым рычагом (рис. 29, а) и опираться на шаровую опору 1. При этом муфта

выключения сцепления, а следовательно, и нажимной диск перемещаются без перекосов.

Металлоемкость вилки в этом случае минимальна. Следует, однако, учитывать, что реакция шаровой опоры, равная сумме усилий на опорных концах вилки и рычага, приводит к сильному износу сферического углубления рычага, которым он опирается на шаровую опору. Тем не менее преимущества этой конструкции обеспечивают ей широкое применение в сцеплениях не только легковых автомобилей, но и грузовых (автомобили ГАЗ), в том числе и большой грузоподъемности (≪Магирус-290≫).

В большинстве конструкций сцеплений грузовых автомобилей вилка закреплена на валу

или выполнена вместе с валом 2, который установлен во втулках 3 картера сцепления (рис. 29, б).

Для перемещения вилки без перекосов в данной конструкции должны быть обеспечены

определенная точность установки вала вилки перпендикулярно оси вала сцепления и вилки на валу.

Рис. 29. Конструкции приводов сцеплений:

а—с вильчатым рычагом, опирающимся на шаровую опору;

б— с вилкой, выполненной за одно с валом

Подшипник выключения сцепления.Установленный на муфте, обычно герметичный,

подшипник в процессе эксплуатации не смазывают. Он может воздействовать при выключении сцепления непосредственно на концы рычагов выключения или через опорное кольцо, что предпочтительней. В сцеплениях с диафрагменной пружиной подшипник при выключении сцепления упирается в концы лепестков через фрикционное кольцо, связанное с кожухом сцепления тангенциально расположенными упругими пластинами, позволяющими перемещать кольцо в осевом направлении. В некоторых конструкциях подшипник упирается непосредственно в концы лепестков. Это допустимо при высоком качестве подшипника выключения.