Устройство сцеплений

Однодисковые сцепления с периферийными пружинами. Сцепле­ния такого типа получили широкое применение на легковых и грузовых автомобилях, а также на автобусах.

На рис.1 представлено сцепление грузовых автомобилей ЗИЛ. Сцепление — постоянно замкнутое, фрикционное, сухое, однодисковое, с периферийными пружинами и механическим приводом.

Сцепление находится в чугунном картере 7, прикрепленном к двигателю. К маховику 1 двигателя болтами присоединен стальной штампованный кожух 13 сцепления. Чугунный нажимной диск 2 соединен с кожухом четырьмя парами пластинчатых пружин 15, передающих крутящий моменте кожуха на нажимной диск. Меж­ду кожухом и нажимным диском равномерно размещены по ок­ружности шестнадцать цилиндрических нажимных пружин 14, каждая из которых центрируется специальными выступами, вы­полненными на нажимном диске и кожухе. Между нажимным диском и пружинами установлены теплоизолирующие шайбы, которые уменьшают нагрев пружин при работе сцепления и ис­ключают потерю пружинами упругих свойств при нагреве. Четыре рычага 5 выключения сцепления при помощи осей с игольчаты­ми подшипниками 8соединены с нажимным диском и вилками 6. Опорами вилок на кожухе служат сферические гайки, обеспечи­вающие вилкам возможность совершать колебательное движение при перемещении нажимного диска. При сборке сцепления этими гайками регулируют положение рычагов выключения сцепления.

Муфта 11 выключения сцепления имеет неразборный выжим­ной подшипник 9 с постоянным запасом смазочного материала, который не пополняется в процессе эксплуатации.

В ведомом диске сцепления находится пружинно-фрикцион­ный гаситель крутильных колебаний. К тонкому стальному ведо­мому диску З с обеих сторон приклепаны фрикционные накладки из прессованной металлоасбестовой композиции. Диск соединен со ступицей 24 при помощи восьми пружин 28 гасителя крутильных колебаний.

Ступица установлена на шлицах первичного вала 4 коробки передач. Пружины 28 установлены с предварительным сжатием в совмещенных и расположенных по окружности прямо­угольных окнах дисков 23, 27w фланца ступицы 24 ведомого диска. При такой установке пружин ведомый диск 3 может поворачивать­ся в обе стороны относительно ступицы 24 на определенный угол, сжимая при этом пружины 28. Угол поворота ведомого диска огра­ничивается сжатием пружин до соприкосновения их витков.

Диск 23 приклепан к ступице вместе с маслоотражателями 26 и прижат к фрикционным пластинам 25, которые закреплены на диске 27, приклепанном к ведомому диску 3. При перемещениях ведомого диска относительно его ступицы вследствие действия крутильных колебаний, возникающих в трансмиссии при резких изменениях частоты вращения деталей за счет трения между дис­ками и фрикционными пластинами 25, происходит гашение кру­тильных колебаний, энергия которых превращается в теплоту и рассеивается в окружающую среду. Пружины 28 гасителя снижают частоту колебаний деталей трансмиссии, не дают им совпадать с частотой крутильных колебаний и исключают резонансные явле­ния в трансмиссии. Кроме того, при возрастании крутящего мо­мента пружины обеспечивают плавное его увеличение в момент начала движения автомобиля или при переключении передач, что обеспечивает плавность включения сцепления даже при резком отпускании педали сцепления.

Гаситель крутильных колебаний повышает долговечность ме­ханизмов трансмиссии.

Привод сцепления — механический. В привод входят педаль 16 с валом 19, рычаги 18 и 21, регулировочная тяга 20 и вилка 12 выключения сцепления.

При нажатии на педаль поворачивается вал 19 и через рычаги и тягу действует на вилку 12, а она — на муфту выключения 11 с выжимным подшипником 9. Муфта с подшипником перемещает­ся и нажимает на внутренние концы рычагов 5, которые отводят своими наружными концами нажимной диск от ведомого. При этом нажимные пружины 14 сжимаются. В этом положении сцеп­ление выключено, и крутящий момент от двигателя к трансмис­сии не передается.

После отпускания педали муфта выключения с подшипни­ком возвращаются в исходное положение под действием соот­ветственно пружин 10 и 17. При этом под действием нажимных пружин 14 нажимной диск прижимается к маховику. Теперь сцеп­ление включено, и крутящий момент передается от двигателя к трансмиссии.

Для надежной работы сцепления необходимо выполнить две регулировки: свободного хода педали сцепления и положения ры­чагов выключения сцепления.

Регулировка свободного хода педали сцепления или зазора меж­ду выжимным подшипником и рычагами выключения сцепления производится регулировочной гайкой 22 путем изменения длины тяги 20. При этом зазор должен быть в пределах 1,5...3 мм, что соответствует свободному ходу педали сцепления 35...50 мм. Эта регулировка эксплуатационная. Она необходима для полного вклю­чения и выключения сцепления. Так, при меньшем зазоре вы­жимной подшипник может постоянно или периодически нажи­мать на рычаги выключения, вызывая пробуксовывание сцепле­ния и увеличивая тем самым изнашивание подшипника, фрик­ционных накладок и рычагов выключения сцепления.

Регулировка рычагов выключения производится при сборке и ремонте сцепления при помощи сферических гаек крепления опор­ных вилок 6, Эта регулировка необходима для того, чтобы нажим­ной диск при выключении сцепления перемещался без перекоса. При наличии перекоса нажимного диска сцепление будет интен­сивно изнашиваться.

Однодисковые сцепления с центральной диафрагаенной пружи­ной. Такие сцепления получили широкое применение на легковых автомобилях. Сцепления имеют простую конструкцию, неболь­шие габаритные размеры и массу. Для их выключения требуется небольшое усилие, так как усилие, создаваемое диафрагменной пружиной, при выключении уменьшается. Однако величина при­жимного усилия диафрагменной пружины ограничена.

На рис.2 показано сцепление легковых автомобилей ВАЗ повышенной проходимости. Сцепление — однодисковое, сухое, с центральной диафрагменной пружиной и гидравлическим при­водом.

Сцепление имеет один ведомый диск, а ведущие и ведомые его части прижимаются друг к другу центральной пружиной. Кру­тящий момент от двигателя сцепление передает за счет сил сухого трения. Усилие от педали к вилке выключения сцепления переда­стся через жидкость.

Сцепление состоит из ведущих частей (маховик 8, кожух 16, нажимной диск 7), ведомых частей (ведомый диск 2) и деталей включения и выключения (пружина 1, муфта 12, подшипник 14). Стальной штампованный кожух 16, чугунный нажимной диск 7и нажимная пружина 1 представляют собой неразборный узел, ко­торый крепится к маховику 8 болтами 10. Между маховиком и нажимным диском на шлицах ведущего вала 11 коробки передач установлен ведомый диск 2, состоящий из ступицы 5, стального разрезного диска 4 и фрикционных накладок 3. Ведомый диск снаб­жен пружинно-фрикционным гасителем крутильных колебаний 6, который обеспечивает упругую связь между ступицей 5 и диском 4, а также гашение крутильных колебаний. Диафрагменная пружина 1, отштампованная из листовой пружинной стали, в свободном состоянии имеет вид усеченного конуса с радиальными прорезями, идущими от ее внутреннего края. Радиальные прорези образуют 18 лепестков, которые являются упругими выжимными рычажка­ми. Упругость этих рычажков способствует обеспечению плавной работы сцепления.

Пружина 1 с помощью заклепок и двух колец 19 закреплена на кожухе 16 сцепления. При этом наружный ее край, соприкасающийся с нажимным диском, передает усилие от пру­жины на нажимной диск. Сцепление вместе с маховиком разме­щается в отлитом из алюминиевого сплава картере 9, закрытом спереди стальной штампованной крышкой 18 и закрепленном на заднем торце блока цилиндров двигателя.

Сцепление имеет гидравлический привод. Гидравлический при­вод сцепления (рис. 3) состоит из подвесной педали 4 с пружи­ной 2, главного цилиндра 6 и его бачка, рабочего цилиндра 18, соединительных трубопроводов со штуцерами 10, 21 и вилки 13 выключения сцепления с пружиной 16. Педаль и главный цилиндр прикреплены к кронштейну педалей сцепления и тормоза, со­единенному с передним щитом кузова, а рабочий цилиндр уста­новлен на картере сцепления. При выключении сцепления усилие от педали 4 через толкатель 5 главного цилиндра передается на поршни 7 и 8 с пружиной 9, которые вытесняют жидкость в тру­бопровод и рабочий цилиндр. Поршень 19 рабочего цилиндра с пружиной 20 через шток 14 поворачивает на шаровой опоре 12 вилку 13 выключения сцепления с пружиной 16, которая переме­щает муфту с подшипником 11. Подшипник через упорный фла­нец 15 (см. рис.2) перемещает внутренний край пружины 1 в сторону маховика 8. Пружина выгибается в обратную сторону, ее наружный край через фиксаторы 20 отводит нажимной диск 7от ведомого диска 2, и сцепление выключается, т.е. не передаст крутящий момент на трансмиссию.

При отпускании педали сцепле­ния под действием пружины 1 нажимной диск прижимает ведо­мый диск к маховику, и сцепление включается — передает крутя­щий момент на трансмиссию. При этом все остальные детали сцеп­ления и его привода возвращаются в исходное положение под действием пружин 17 вилки выключения 13, поршней главного и рабочего цилиндров и педали сцепления. Пружина 1 (см. рис. 4.13) соединена с педалью сцепления и уменьшает усилие на педали при выключении сцепления. Свободный ход педали, равный 20... 30 мм и соответствующий зазору 2 мм между торцом подшипника 11 выключения сцепления и упорным фланцем центральной нажим­ной пружины, регулируется гайкой 17, которая фиксируется контр­гайкой 15. Свободный ход педали необходим для полного включе­ния сцепления и предотвращения изнашивания и выхода из строя подшипника выключения сцепления. Полное включение сцепле­ния обеспечивается зазором 0,1...0,5 мм между толкателем 5 и поршнем 7 при отпущенной педали сцепления, который устанав­ливается ограничителем 3.

Гидравлический привод сцепления заполняют тормозной жид­костью в количестве 0,2 л.

Фрикционные двухдисковые сцепления. Двухдисковым называ­ется сцепление, в котором для передачи крутящего момента при­меняются два ведомых диска.

Двухдисковое сцепление при сравнительно небольших размерах позволяет передавать крутящий момент большой величины. Поэто­му двухдисковые сцепления приме­няются на грузовых автомобилях большой грузоподъемности.

В двухдисковом сцеплении (рис.4) ведущими деталями являют­ся маховик 13 двигателя, кожух 7, нажимной диск 8 и ведущий диск 11, ведомыми — ведомые диски 9 и 12, деталями включения — пружины 6, деталями выключения — рычаги 4 и муфта выключения 5 с выжим­ным подшипником.

Кожух 7 прикреплен к маховику 13 и связан с нажимным 8 и веду­щим 11 дисками направляющими пальцами 10, которые входят в пазы дисков. Вследствие этого нажимной и ведущий диски могут свободно перемещаться в осевом направлении и передавать крутящий момент от маховика на ведомые дис­ки, установленные на шлицах первичного вала коробки передач

 

При включенном сцеплении пружины 6 действуют на нажим­ной диск, зажимая между ним и маховиком двигателя ведущий и ведомые диски. При выключении сцепления муфта 5 давит на рычаги 4, которые через оттяжные пальцы 3 отводят нажимной диск от маховика двигателя. При этом между маховиком, ведомы­ми, ведущим и нажимными дисками создаются необходимые за­зоры, чему способствуют отжимные пружины 1 и регулировоч­ные болты 2.

В двухдисковых сцеплениях сжатие ведущих и ведомых деталей может производиться несколькими цилиндрическими пружина­ми, равномерно расположенными в один или два ряда по пери­ферии нажимного диска. Сжатие также может осуществляться од­ной центральной конической пружиной.

Двухдисковые сцепления могут иметь механические и гидрав­лические приводы. Для облегчения управлением двухдисковым сцеплением в приводе устанавливаются пневматические усилите­ли, значительно снижающие максимальное усилие выключения сцепления.

Двухдисковые сцепления сложнее по конструкции и имеют большую массу.

Двухдисковые сцепления с периферийными пружинами. На рис.5, а представлено сцепление грузовых автомобилей КамАЗ. Сцепле­ние — двухдисковое, фрикционное, сухое, с периферийными пру­жинами и гидравлическим приводом.

Ведущими в сцеплении являются маховик 1, средний ведущий диск 12, нажимной диск 11 и кожух 10, а ведомыми — диски 3 с гасителями 2 крутильных колебаний. Усилие, сжимающее веду­щие и ведомые диски, создается пружинами 9. Крутящий момент от двигателя передастся нажимному и среднему ведущему дискам через выступы, выполненные на их наружных поверхностях, вхо­дящие в четыре продольных паза на маховике. Пазы на маховике позволяют перемещаться выступам, а следовательно, и дискам 11 и 12 относительно маховика при включении и выключении сцеп­ления.

На среднем ведущем диске 12 установлен рычажный меха­низм 4, пружина которого при выключении сцепления поворачи­вает равноплечий рычаг 13. При этом рычаг, упираясь своими кон­цами в нажимной диск 11 и маховик 1, устанавливает средний ведущий диск 12 на одинаковом расстоянии от маховика и на­жимного диска.

Рычаги 5 выключения сцепления соединены с упорным коль­цом 8, в которое при выключении сцепления упирается выжим­ной подшипник 6 муфты 7 выключения, перемещающейся по направляющей втулке.

Привод сцепления — гидравлический с пневматическим уси­лителем. Привод (рис.5, б) включает в себя педаль 14, главный цилиндр 15, рабочий цилиндр 23, пневматический усилитель 19, следящее устройство 20, вилку и муфту выключения с подшип­ником, трубопроводы 18 и шланги для подачи рабочей жидкости от главного цилиндра к рабочему и воздухопровод 21 для подачи воздуха в пневмоусилитель.

При выключении сцепления усилие от педали 14через рычаг 16 и шток 17 передается поршню главного цилиндра 15, из,которого рабочая жидкость под давлением по трубопроводам 18 одновре­менно поступает в рабочий цилиндр 23 и корпус следящего уст­ройства 20. Следящее устройство обеспечивает при этом поступ­ление сжатого воздуха в пневмоусилитель 19 из воздухопровода 21. Оно автоматически изменяет давление воздуха в пневмоусилите-ле пропорционально усилию на педали сцепления. Суммарное усилие, создаваемое давлением воздуха в пневмоусилителе 19 и давлением жидкости в рабочем цилиндре 23, передается через шток 22 на вилку выключения сцепления и от нее — на муфту выключения с выжимным подшипником.

Установка пневматического усилителя в гидравлическом при­воде позволяет значительно облегчить управление сцеплением — его выключение и удержание в выключенном состоянии. В случае выхода из строя пневмоусилитсля выключение сцепления осуще­ствляется только давлением жидкости. При этом усилие нажатия на педаль сцепления увеличивается до 600 Н.

Главный цилиндр привода сцепления (рис.6) включает в себя корпус 3, поршень 5 со штоком 6, уплотнитсльную манжету 4 и возвратную пружину 2. Внутри корпуса находятся полости Aw Б, которые заполнены рабочей жидкостью. Корпус цилиндра закрыт защитным чехлом 7и пробкой 1 с резьбовым отверстием для под­соединения трубопровода.

При включенном сцеплении (педаль сцепления отпущена) поршень находится в исходном положении под действием пружи­ны 2. При этом полости А и Б1 в корпусе сообщаются между собой через открытое отверстие В, выполненное в поршне.

При выключении сцепления (при нажатии на педаль сцепления) шток 6 перемещается внутрь в сторону поршня 5, перекры­вает отверстие В и разъединяет полости A. Б. Под давлением порш­ня жидкость из главного цилиндра через трубопровод поступает к пневматическому усилителю. При этом давление жидкости про­порционально усилию нажатия на педаль сцепления.

Пневматический усилитель (рис.7) гидропривода сцепле­ния объединяет в себе рабочий цилиндр выключения сцепления с поршнем 2 и следящее устройство с поршнем 3, диафрагмой 4 и клапанами 5управления (впускным и выпускным). Работает пнев­матический усилитель следующим образом. При нажатии на педаль сцепления рабочая жидкость воздействует на поршни 2 и 3, которые перемещаются. Поршень 3 прогибает диафрагму с седлом клапанов 5управления. При этом выпускной клапан закрывается и открывается впускной клапан. Сжатый воздух через впускной клапан поступает в пневматический цилиндр усилителя и дей­ствует на поршень 6, который перемещается, оказывая дополни­тельное воздействие на шток 1 выключения сцепления. При от­пускании педали сцепления давление жидкости на поршни 2 и 3 прекращается, они возвращаются в исходное положение под дей­ствием пружин. При этом закрывается впускной и открывается выпускной клапан, через который сжатый воздух из пневмоусилителя выходит в окружающую среду, а поршень 6 перемещается в исходное положение.

 

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой сцепление и для чего оно предназначено?

2. Какие бывают сцепления по связи между ведущими и ведомыми деталями, по числу ведомых дисков, по созданию нажимного усилия и по приводу?

3. Из каких основных частей состоят одно- и двухдисковое сцепления и как в них передается крутящий момент от ведущих к ведомым дета­лям?

4. На каких автомобилях и почему имеют наибольшее применение одно- и двухдисковые сцепления с различными типами нажимных пру­жин и приводов управления?

5. Какие регулировки, с какой целью и каким образом производятся в сцеплении?