Чем отличается двухпоточное и однопоточное сцепление

Вопрос 2. Какую роль выполняет сцепление?

Сцепление служит для кратковременного разъединения дви­гателя и трансмиссии при переключении передач и плавного их соединения при трогании трактора с места.

На тракторах применяется фрикционное сцепление. Его работа основана на использовании сил трения. Трущимися поверхностями служат диски, изготовленные из материала с высоким коэффи­циентом трения.

Вопрос 3.Покажите на рисунке 14 детали ведущей и ведомой частей сцепления.

Ведомый диск состоит из ступицы 4, стального диска, двух приклепанных к нему фрикционных накладок и демпферных пружин, гасящих крутильные колебания. Ведомый диск демп­ферными пружинами соединен со ступицей 4, внутри которой нарезаны шлицы. Ступица надевается на шлицы вала 15 транс­миссии и вращается вместе с ним. Вращение ведомому диску пе­редается под действием силы трения между маховиком и нажим­ным диском. При выключении сцепления ведомый диск с валом останавливается.

Вопрос 4. Чем различаются двухдисковое и однодисковое сцепления?

Одподисковое сцепление состоит из ведущих и ведомых час­тей и механизма выключения. В ведущую часть сцепления входят маховик 1 (рисунок 15) двигателя и нажимной диск 10, в ведомую ведомый диск 8 и вал 15.

Двухдисковое сцепление (рисунок 15) в отличие от однодиско-вого имеет два ведомых (2 и 4) и два ведущих диска 3. Сцепление, показанное на рисунке 15, двухпоточное (комби ипрованное). Оно передает крутящий момент от коленчатою вала двигателя одновременно ведущему валу коробки передач и ВОМ. Последний включается и выключается независимо от положения главного сцепления. Двухпоточное сцепление представляет собой сочетание двух однодисковых сцеплений, на каждом из которых размещены ведомые и ведущие диски.

На современных автомобилях обычно устанавливают одно- или двухдисковые фрикционные сцепления с принудительным управлением. Такие конструкции позволяют обеспечить основные требования, предъявляемые к сцеплениям.

Однодисковые сцепления просты в изготовлении и обслуживании, обеспечивают хороший отвод теплоты от пар трения, имеют небольшую массу и высокую износостойкость.

Двухдисковые сцепления вызывают необходимость использования повышенного усилия выключения, имеют большие габариты, значительный момент инерции ведомых деталей и увеличенный ход выключения.

На многих современных автомобилях и автобусах устанавливают автоматические сцепления для обеспечения плавного трогания с места и переключения передач автоматически.

Последнее изменение этой страницы: 2017-04-13; Просмотров: 1517; Нарушение авторского права страницы

Источник

Система сцепления автомобиля

Система сцепления автомобиля служит для плавного соединения коленвала двигателя с валом коробки передач для того, чтобы передать крутящий момент. Это необходимо при движении с места и при переключении передач в пути.

Существует несколько типов сцепления: механическое (фрикционное), электрическое, гидравлическое, а также их комбинированные варианты.

Все сцепления схожи по принципу работы, по сути являются механическими с различными модификациями отвечающих заданным условиям комфорта и эксплуатации. Конструктивно состоит из множества элементов, разнообразие сочетаний которых определяет тип сцепления:

Чаще всего сейчас на автомобилях встречается однодисковое сцепление сухого типа.

Конструктивные особенности и принцип работы

Рассмотрим отдельно каждый вид сцепления и его приводы.

Механическое

Сцепление с механическим приводом

Структура механического сцепления обычно представляет собой один и более фрикционных дисков, которые сжаты с маховиком или между собой пружинами. Привод механического сцепления осуществляется по средствам троса.

Маховик болтами крепится к коленвалу мотора. Он используется в качестве ведущего диска.

Сейчас распространено использование двухмассового маховика, который стабилизирует крутящие нагрузки на вал. Обе части его соединяются одна с другой пружинами.

Корзина бывает нажимного (лепестки сдвигаются внутрь, к маховику) и вытяжного вида (например, на некоторых французских моделях). Для каждого вида применяется свой выжимной подшипник. Крепление корзины к маховику производится болтами.

Ведомый диск входит в шлицы вала коробки и способен по ним смещаться. Дисковые демпферные пружины выполняют функцию сглаживания колебаний в момент переключения передач.

Фрикционные накладки крепятся заклепками к основанию ведомого диска. Выполнены они из композитного вещества: чаще — из кевларовых нитей или углеродного волокна, иногда – из керамики. Особо прочные – это металлокерамические накладки. Они рассчитаны выдерживать температуру вплоть до 600°С кратковременно.

Выжимной подшипник закреплен на защитном кожухе и имеет выжимную площадку. Находится на первичном вале.

Принцип работы

К коленвалу двигателя крепится маховик и выполняет функцию ведущего диска. Кроме этого есть «корзина» (т.е. нажимной диск) и ведомый диск (с фрикционными накладками). «Корзина» придавливает ведомый диск к маховику, что способствует передаче крутящего момента к коробке передач от мотора.

Нажимной диск имеет круглую форму с лучевым основанием и плотно соединен с маховиком. На нем находятся выжимные пружины лепесткового типа, которые взаимодействуют с прижимной площадкой. Размер площадки соответствуют диаметру маховика. Между площадкой и маховиком размещен ведомый диск. Выжимной подшипник давит на выжимные пружины по центру выжимного диска. Движение от надавливания на педаль сцепления переходит через трос далее на выжимную вилку, а она уже смещает выжимной подшипник. По центру диска подшипник давит на выжимные пружины. В итоге площадка выходит с зацепления с ведомым диском.

Гидравлическое

Гидравлический привод сцепления

Гидравлическим называется механическое сцепление с гидравлическим приводом. Основные составляющие – это, прежде всего цилиндры: главный и рабочий. Если утопить педаль сцепления, тогда шток главного гидроцилиндра соответственно сместится. Возникшее давление переходит по трубке в рабочий цилиндр, который двигает выжимную вилку, а та смещает подшипник.

Двухдисковое

Таким сцеплением комплектуются тяжелые грузовики, тракторы, танки, некоторые мотоциклы и спортивные кары.

Оно используется, если присутствуют крутящие моменты повышенной мощности. Его установка обеспечивает более продолжительный ресурс применяемых деталей конструкции.

Здесь используются 2 ведомых диска, а «корзина» обладает двумя рабочими поверхностями. В конструкцию добавлена система управления синхронным нажатием.

Мокрого трения

Механизмы этого сцепления выполняют свои функции в масляной среде.

Оно применяется на мотоциклах, которые имеют поперечное расположение мотора.

Это обусловлено конструктивной особенностью самих мотоциклетных моторов. Здесь используется один и тот же картер: как для коробки передач, так и мотора.

Принцип работы. Шток, который пропускается через пустотелый вал коробки, посылает возвратно-поступательное движение от троса рычага сцепления.

Роль выжимного подшипника играет шарик на торце штока. Он воздействует на грибок. В результате отводится нажимной диск, сжатие между пакетом дисков ослабляется, вал коробки перестает крутиться.

Саморегулирующееся

Бывает таких видов: SAC, XTend, SAT.

Self Adjusting Clutch (SAC). Используется дополнительная пружина. В процессе износа накладок ведомый диск начинает увеличивать давление, в результате чего происходит равномерный прижим до полной выработки накладок.

XTend. Механизм расположен посередине между «корзиной» с одной стороны и пружиной диафрагмы с другой.

В процессе износа по клиновидным ползунам сдвигается верхнее установочное кольцо. Уровень износа устанавливается по пружиной защелке. Она фиксируется и смещается до ограничителя.

Сверху и снизу имеются установочные кольца для компенсации постоянного износа накладок.

Self-Adjusting Technology (SAT). Зубчатая планка на опорном кольце сдвигает храповой механизм, используя червячную передачу, по мере износа накладок. Опорное кольцо конической формы. Оно находится между центральной пружиной и «корзиной». Все это фиксирует собачка. Проконтролировать износ можно по выходу зубчатой планки.

Данное устройство можно использовать на машинах, где они не были установлены заводом-изготовителем.

Электрическое

Конструктивным отличием электрической системы от механической является электромотор. Он включается в момент перемещения педали сцепления вниз. Электромотор двигает трос, и тот уже смещает выжимной подшипник через коромысло.

Электронное

Выполнено на основе электронной педали сцепления на базе механической коробки передач. Сцепление переключается электродвигателем автоматически.

Варианты исполнения

EKM. Здесь, в принципе, педаль уже не нужна, т.к. управляют системой блоки: электронный и гидравлический. Данные от датчиков на коленвале, системе подачи топлива, педали газа идут в блок управления, который передает команды гидравлическому блоку. А тот, в свою очередь, руководит механизмом сцепления.

Такая система обеспечивает экономию топлива до 10%. Переключение передач выполняется быстро и плавно.

Electronic Clutch System. Важными характеристиками такого вида являются то, что если прекратить давить на педаль газа во время движения, например, при движении по городу или на спуске, то двигатель не глохнет, торможение двигателем при спуске не происходит (машина двигается накатом).

Особенности некоторых видов

Автоматические КПП чаще всего имеют влажное (иногда, сухое) сцепление многодискового типа. Исходное движение задает не педаль, а актуатор (сервопривод).

Актуаторы бывают электрические (управляющий электронный блок и шаговый двигатель) и гидравлические (гидрораспределитель и исполнительный гидроцилиндр).

Принцип работы. При достижении заданных оборотов вращения двигателя управляющий блок отсылает сигнал на сервопривод. Тот срабатывает и отсоединяет вал двигателя от вала коробки, используя передаточный механизм. После определения автоматикой необходимой передачи выполняется переключение.

Роботизированные КПП работают от электроприводов. Среди них имеются виды с 2-мя сцеплениями, которые включаются поочередно.

Принцип работы. Когда обороты мотора возрастают, в распределителе начинает увеличиваться давление масла. При заданном значении давления распределитель направляет это давление на актуатор, который запускает весь процесс. Давление приходит к исходному значению после переключения передачи, и двигатель вновь начинает крутить вал коробки.

Вариаторы существуют: цепные, тороидальные, клиноременные. Клиноременные популярны больше других. При росте оборотов мотора сходятся «щеки» шкива под влиянием центробежной силы, натягивая ремень. Ремень приводит в движение ведомый шкив.

Керамическое сцепление служит для высоких нагрузок, поэтому используется в гоночных автомобилях и тяжелых грузовиках. Для легкового транспорта оно не оправдано, так как происходит быстрое схватывание крутящего момента мотора.

Электромагнитное порошковое сцепление можно было встретить на определенных моделях автомобилей с ручным управлением. Суть его заключалась в том, что порошок, находящийся между дисками принимал требуемую жесткость тогда, когда подавалось напряжение на обмотку электромагнита. В итоге диски получали сцепление между собой, и вал мотора начинал крутить вал коробки передач. Не получило распространения из-за очень маленького ресурса.

Кулачковые КПП применяются в гоночных машинах. При этом педаль сцепления нужна только на старте. Далее она не участвует в переключении передач.

Новые разработки

Компания Nissan планируют полностью исключить механику между рулем и колесами, ее заменит электроника. Такая система называется «steer-by-wire».

Европейские конструкторы работают над созданием двухмассовых маховиков с маятниковой системой. Здесь должны добавиться самоопределяющиеся в пространстве 3-4 детали. За счет движения в противофазе они должны более эффективно гасить колебания. Существует несколько вариантов размещения таких деталей: внутри или снаружи маховика, а также на корпусе корзины. Немцы уже выпустили первые образцы с таким типом сцепления.

Заключение

Сцепления постоянно совершенствуются, как и другие узлы и системы автомобилей. Причем, каждый вид имеет как достоинства, так и недостатки. Главное, это иметь понятие о том виде сцепления, которое установлено на вашем автомобиле и правильно его эксплуатировать.

Источник

Сцепление автомобиля

Сцепление — это механизмы, предназначенные для обеспечения разъединения и плавного соединения трансмиссии с двигателем. Отсоединение трансмиссии от двигателя необходимо при его пуске изменении передаточного числа в трансмиссии путем перемещения шестерен в коробке передач, во время остановки или стоянки трактора. Сцепление ограничивает максимальный вращающий момент в трансмиссии, предохраняя ее от перегрузок.

К сцеплению предъявляют следующие требования:

На тракторах и автомобилях применяют фрикционные дисковые сцепления, передающие вращающий момент за счет сил трения. Рабочими поверхностями в них служат плоские диски (ведущие и ведомые). В зависимости от числа ведущих элементов (дисков), передающих вращающий момент, различают одно- и двухдисковые сцепления. Число дисков определяется передаваемым наибольшим вращающим моментом и размером ведомого диска (или дисков), исходя из минимизации моментов инерции ведомой части.

Наиболее распространенная схема установки сцепления между маховиком двигателя и ведущим валом коробки передач показана на рисунке. Ведущим диском сцепления служит маховик.

Рисунок. Принципиальная схема сцепления коробки передач

К его торцу пружинами через нажимной диск прижимается ведомый диск с фрикционными накладками, установленный посредством шлицев на ведущем валу коробки передач.

При включенном сцеплении между маховиком и накладками ведомого диска возникают силы трения, вынуждающие сцепление вращаться как одно целое, передавая вращающий момент от маховика на ведущий вал коробки передач. Для выключения сцепления водитель воздействует на педаль привода, и через систему тяг усилие передается на муфту выключения, которая через рычаги выключения отжимает нажимной диск от ведомого, сжимая пружины.

Трение между ведущим и ведомым дисками исчезает, и сцепление не передает вращающий момент в трансмиссию. Направление действия механизма управления сцепления при его выключении на схеме изображено стрелками. Рассмотренная схема сцепления относится к однопоточным.

Тракторы часто агрегатируют с орудиями с активными рабочими органами, для привода которых служит ВОМ. В этом случае применяют двухпоточные сцепления (например, трактор ЮМЗ-8244). Схема такого сцепления показана на рисунке.

Рисунок. Схема двухпоточного сцепления:
1 — ведомый диск трансмиссии; 2 — ведущие диски; 3 — ведомый диск ВОМ; 4 — муфта выключения сцепления трансмиссии; 5 — рычаг выключения сцепления трансмиссии; 6 — рычаг выключения сцепления ВОМ: 7 — муфта выключения сцепления ВОМ; 8 — пружина

Фактически двухпоточное двухдисковое сцепление представляет собой сочетание двух однодисковых сцеплений, каждое из которых имеет отдельные ведомые 1, 3 и ведущие 2 диски, сжимаемые общими пружинами 8. Механизм управления сцеплением позволяет отключать каждый диск рычагами 5 и 6 независимо от другого диска и останавливать трактор без остановки ВОМ. Привод от сцепления также разделен (один вал расположен внутри другого).

При передаче большого вращающего момента на тракторах ДТ-75М, Т-150, Т-150К, Т-4А устанавливают двухдисковые сцепления с двумя ведомыми и двумя ведущими дисками.

Источник

Двухпоточные сцепления

Современные конструкции одинарных двухпоточных ФС выполняются как с тарельчатыми, так и с цилиндрическими нажимными пружинами.

Двойные ФС с последовательным управлением (рис. 3.15,а) используются на колесных тракторах МТЗ-5МС, МТЗ-5ЛС и самоходном шасси Т-16М.

Усилие сжатия на поверхностях трения главного ФС создается нажимными пружинами 13, передающими усилие через нажимной диск 8, ведомый диск 5 ФС ВОМ, средний ведущий диск 4 на ведомый диск 2 главного ФС. Усилие нажатия на поверхностях трения ФС привода ВОМ может иметь два значения в зависимости от выключенного или включенного положения главного ФС. При полностью включенном главном ФС на поверхности трения ведомого диска 5 ФС ВОМ кроме усилия нажимных пружин 13 дополнительно передается сжимающее усилие от пружин пружинной тяги 14. При выключенном главном ФС усилие сжатия на поверхностях трения ведомого диска 5 ФС ВОМ создается только пружинами пружинной тяги 14. Следовательно, момент трения ФС привода ВОМ при движущемся тракторе всегда больше, чем при остановленном.

Рассмотрим характер изменения усилия на педали управления при выключении двойного ФС с последовательным управлением (рис. 3.15,б). Педаль управления через систему тяг и рычагов связана с отводкой 9. При нажатии на педаль управления ФС отводка 9, перемещая нажимной диск 8 от маховика 1 двигателя, сжимает нажимные пружины 13. Вместе с нажимным диском с помощью пружинной тяги 14 перемещаются средний ведущий диск 4 и ведомый диск 5 ФС ВОМ. В результате ведомый диск 2 главного ФС освобождается (главное ФС выключается) и момент от двигателя передается через ведомый диск 5 на привод ВОМ.

Ход педали управления ФС на рис. 3.15,б для данного случая соответствует величине S1. Перемещение среднего ведущего диска ограничивается упором 7, который служит для регулировки зазоров между накладками ведомого диска 2 и поверхностями трения маховика 1 двигателя и среднего ведущего диска 4 при выключенном главном ФС. При величине хода педали S1, в работу вступают пружины тяги 14.

Поскольку пружины находятся в предварительно поджатом состоянии, то на педали управления происходит резкий скачек усилия и в интервале перемещения S2 оно возрастает более интенсивно. При освобождении ведомого диска 5 крутящий момент от двигателя на привод ВОМ не передается. Включение двойного ФС осуществляется в обратной последовательности (сначала включается ФС ВОМ, а затем главное ФС).

Нажимные диски 5 и 7 подвижно соединены с маховиком 1 (на схеме не показано). Нажимное усилие на поверхностях трения ФС создается пружинами б, которые могут быть винтовыми цилиндрическими (вариант А) или тарельчатыми (вариант Б).

Выключение главного ФС производится с помощью привода 9, который воздействуя на нажимной диск 5 отводит его от маховика 1 двигателя. ФС ВОМ выключается приводом 14, который перемещает нажимной диск 7 в сторону маховика 1. Таким образом, в рассматриваемой схеме оба ФС автономны и нагружены одним и тем же нажимным усилием пружин 6. При выключении одного из ФС за счет поджатия пружин б момент, передаваемый другим ФС, несколько возрастает. Это в ряде случаев имеет положительное значение при выполнении трактором тяжелых работ, когда буксование ФС существенно возрастает.

Источник

Сцепление и его виды в автомобиле

Сцепление является важным конструктивным элементом трансмиссии автомобиля. Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при переключении передач, а также предохранения элементов трансмиссии от перегрузок и гашения колебаний. Сцепление автомобиля располагается между двигателем и коробкой передач.

В зависимости от конструкции различают следующие типы сцепления:

• фрикционное сцепление;
• гидравлическое сцепление;
• электромагнитное сцепление.

Фрикционное сцепление передает крутящий момент за счет сил трения. В гидравлическом сцеплении связь обеспечивается за счет потока жидкости. Электромагнитное сцепление управляется магнитным полем.

Самым распространенным типом сцепления является фрикционное сцепление. Различает следующие виды фрикционного сцепления:

• однодисковое сцепление;
• двухдисковое сцепление;
• многодисковое сцепление.

В зависимости от состояния поверхности трения сцепление может быть сухое и мокрое. В сухом сцеплении используется сухое трение между дисками. Мокрое сцепление предполагает работы дисков в жидкости.

На современных автомобилях устанавливается в основном сухое однодисковое сцепление. Однодисковое сцепление имеет следующее устройство:

• маховик;
• картер сцепления;
• нажимной диск;
• ведомый диск;
• диафрагменная пружина;
• подшипник выключения сцепления;
• муфта выключения;
• вилка сцепления.

Схема однодискового сцепления

1. Корпус;
2. Тангенциальная пружина;
3. Опорный подшипник;
4. Коленчатый вал;
5. Демпферная пружина;
6. Ведомый диск;
7. Нажимной диск;
8. Маховик;
9. Корзина сцепления;
10. Кольцо;
11. Распорный болт;
12. Диафрагменная пружина;
13. Выжимной подшипник;
14. Направляющая;
15. Первичный вал коробки передач;
16. Вилка выключения сцепления;
17. Рабочий цилиндр

Нажимной диск прижимает ведомый диск к маховику и при необходимости освобождает его от давления. Нажимной диск соединен с корпусом (кожухом) с помощью тангенциальных пластинчатых пружин. Тангенциальные пружины, при выключении сцепления, выполняют роль возвратных пружин.

На нажимной диск воздействует диафрагменная пружина, обеспечивающая необходимое усилие сжатия для передачи крутящего момента. Диафрагменная пружина наружным диаметром опирается на края нажимного диска. Внутренний диаметр пружины представлен упругими металлическими лепестками, на концы которых воздействует подшипник выключения сцепления. Диафрагменная пружина закреплена в корпусе. Для закрепления используются распорные болты или опорные кольца.

Нажимной диск, диафрагменная пружина и корпус образуют единый конструктивный блок, который носит устоявшееся название корзина сцепления. Корзина сцепления имеет жесткое болтовое соединение с маховиком. По характеру работы различают два типа корзин сцепления — нажимного и вытяжного действия. В распространенной корзине сцепления нажимного действия лепестки диафрагменной пружины при выключении сцепления перемещаются к маховику. В вытяжной корзине сцепления наоборот — лепестки диафрагменной пружины перемещаются от маховика. Данный тип корзины сцепления характеризуется минимальной толщиной, поэтому применяется в стесненных условиях.

Ведомый диск располагается между маховиком и нажимным диском. Ступица ведомого диска соединяется шлицами с первичным валом коробки передач и может перемещаться по ним. Для обеспечения плавности включения сцепления в ступице ведомого диска размещены демпферные пружины, выполняющие роль гасителя крутильных колебаний.

На ведомом диске с двух сторон установлены фрикционные накладки. Накладки изготавливаются из стеклянных волокон, медной и латунной проволоки, которые запрессованы в смесь из смолы и каучука. Такой состав может кратковременно выдерживать температуру до 400°С. Накладки ведомого диска могут иметь и более высокую тепловую характеристику. На спортивных автомобилях устанавливают т.н. керамическое сцепление, накладки ведомого диска которого состоят из керамики, кевлара и углеродного волокна. Еще более прочные металлокерамические накладки, выдерживающие температуру до 600°С.

Подшипник выключения сцепления (обиходное название — выжимной подшипник) является передаточным устройством между сцеплением и приводом. Он располагается на оси вращения сцепления и непосредственно воздействует на лепестки диафрагменной пружины. Подшипник располагается на муфте выключения. Перемещение муфты с подшипником обеспечивает вилка сцепления.

Схема двухдискового сцепления

На грузовых и легковых автомобилях с мощным двигателем применяется двухдисковое сцепление. Двухдисковое сцепление осуществляет передачу большего крутящего момента при неизменном размере, а также обеспечивает больший ресурс конструкции. Это достигнуто за счет применения двух ведомых дисков, между которыми установлена проставка. В результате получены четыре поверхности трения.

Принцип работы сцепления

Однодисковое сухое сцепление постоянно включено. Работу сцепления обеспечивает привод сцепления.

При нажатии на педаль сцепления привод сцепления перемещает вилку сцепления, которая воздействует на подшипник сцепления. Подшипник нажимает на лепестки диафрагменной пружины нажимного диска. Лепестки диафрагменной пружины прогибаются в сторону маховика, а наружный край пружина отходит от нажимного диска, освобождая его. При этом тангенциальные пружины отжимают нажимной диск. Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач прекращается.

При отпускании педали сцепления диафрагменная пружина приводит нажимной диск в контакт с ведомым диском и через него в контакт с маховиком. Крутящий момент за счет сил трения передается от двигателя к коробке передач.

Источник