Общие сведения. Сцепление предназначено для плавного трогания автомобиля, кратковременного разъединения двигателя и трансмиссии при переключении передач и предотвращения

Сцепление предназначено для плавного трогания автомобиля, кратковременного разъединения двигателя и трансмиссии при переключении передач и предотвращения воздействия на трансмиссию больших динамических нагрузок, возникающих на переходных режимах и при движении по различным дорогам.

На рис. 2.1 представлены две конструктивных схемы фрикционных дисковых сцеплений.

Рис.2.1. Схемы контрукций фрикционных дисковых сцеплений

 

Сцепление можно классифицировать по следующим признакам:

- по способу управления (автоматические и неавтоматические);

- по числу ведомых дисков (однодисковые, двухдисковые и многодисковые);

- по характеру работы (постоянно замкнутые и постоянно разомкнутые);

- по характеру связи между ведущими и ведомыми элементами (фрикционные, электромагнитные и гидравлические);

- по особенностям рабочих пружин (с цилиндрическими периферийными пружинами, с центральной конической пружиной и с упругим диском);

- по форме поверхностей трения (дисковое, конусное и барабанное);

- по типу привода (с механическим приводом и с гидравлическим приводом).

При конструировании фрикционных сцеплений в соответствии с их назначением помимо основных требований (минимальная собственная масса, простота конструкции, высокая надежность) необходимо обеспечить следующее:

- надежную передачу крутящего момента от двигателя в трансмиссию при любых условиях эксплуатации;

- плавное трогание автомобиля с места и полное включение сцепления;

- необходимую " чистоту" выключения, т. е. полное отсоединение двигателя от трансмиссии с гарантированным зазором между поверхностями трения;

- минимальный момент инерции ведомых элементов сцепления, позволяющий осуществить более легкое переключение передач и снижение износа поверхностей трения в синхронизаторе;

- необходимый отвод теплоты от поверхностей трения;

- предохранение трансмиссии автомобиля от динамических нагрузок;

- удобство и легкость управления, оцениваемые усилием на педали и ее ходом при выключении сцепления; возможность автоматизации управления сцеплением.

На большинстве автомобилей устанавливают постоянно замкнутые сцепления, т.е. постоянно включенные и выключаемые водителем при трогании, переключении передач и торможении. Постоянно замкнутые сцепления, выключаемые при малой угловой скорости коленчатого вала двигателя и автоматически включающиеся при ее увеличении, применяются редко, главным образом при автоматическом управлении.

На легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности устанавливаются однодисковые сцепления. Двухдисковые сцепления применяют для грузовых автомобилей повышенной грузоподъемности. имеют меньшие диаметры дисков, неупругие ведомые диски и малые зазоры между дисками в выключенном сцеплении. В многодисковых сцеплениях обеспечение " чистоты" выключения является трудоемкой операцией. Многодисковые сцепления имеют значительную длину, большой ход выключения, значительные моменты инерции ведомых деталей и т. д. Поэтому многодисковые сцепления применяются в основном в автоматических трансмиссиях.

Несколько типичных схем конструкций дисковых сцеплений с различным расположением пружин и диафрагменной пружиной приведены на рис. 2.2. В последнее время наибольшее распространение получили одно- и двухдисковые сцепления с периферийным расположением пружин. Эти сцепления нерегулируемые, поэтому по мере изнашивания накладок и потери упругости пружин уменьшается передаваемый ими момент.

 

а)- с периферийными пружинами б)- с центральной пружиной в)- с диафрагменной пружиной

Рис.2.2. Схемы дисковых сцеплений

Наиболее перспективным является сцепление с одной диафрагменной пружиной, так как имеет меньшие общую длину, число деталей и изменение момента трения при износе накладок. Большое значение имеет упругость ведомого диска в осевом направлении. Наличие осевой деформации обеспечивает плавное включение сцепления и повышает работоспособность накладок. Для накладок ведомого диска применяют специальные фрикционные материалы: сталеасбестовые, асбофрикционные и порошковые медно-графитовые.

Фрикционное сцепление работает в исключительно сложных условиях. Оно передает большой крутящий момент, причем силами трения, величина которых крайне неустойчива и которые подвержены влиянию многих факторов: состояние трущихся поверхностей, температура нагрева, чистота поверхности и т.д. Благодаря частому переключению передач сцепление часто пробуксовывает и вследствие этого нагревается. При движении по местности, когда значительные динамические нагрузки действуют почти постоянно, сцепление непрерывно буксует. Все это, вместе взятое, приводит сцепление к сравнительно быстрому износу.

Чтобы повысить срок службы сцепления, последовательно с фрикционной муфтой иногда устанавливается гидромуфта, назначение которой - взять на себя большую часть работы буксования. Фрикционная муфта в данном случае служит только для отключения двигателя от силовой передачи.

Широкого применения гидросцепление благодаря своей сложности не получило (в гидросцепление входит две муфты: фрикционная и гидравлическая).

Иногда применяется электромагнитное сцепление. Оно имеет высокую износостойкость и удобное включение (выключение), однако требует большого расхода электроэнергии, запас которой на автомобиле ограничен.