Назначение, типы, общее устройства и принцип работы сцепления

Сцеплением называется силовая муфта, в которой передача кру­тящего момента обеспечивается силами трения, гидродинамичес­кими силами или электромагнитным полем. Такие муфты называ­ются соответственно фрикционными, гидравлическими и элект­ромагнитными.

Сцепление служит для временного разъединения двигателя и трансмиссии и плавного их соединения.

Временное разъединение двигателя и трансмиссии необходи­мо при переключении передач, торможении и остановке автомо­биля, а плавное соединение — после переключения передач и при трогании автомобиля с места, при этом при помощи сцепле­ния осуществляется разгон автомобиля.

При движении автомобиля сцепление во включенном состоя­нии передает крутящий момент от двигателя к коробке передач и предохраняет механизмы трансмиссии от динамических нагрузок, возникающих в трансмиссии. Такие нагрузки в трансмиссии воз­никают при резком торможении автомобиля, резком включении сцепления, неравномерной работе двигателя и резком снижении частоты вращения коленчатого вала, а также при наезде колес автомобиля на неровности дороги и т.д.

На автомобилях применяются различные типы сцеплений, ко­торые классифицируются по разным признакам . Все сцеп­ления, кроме центробежных, являются постоянно замкнутыми, т.е. постоянно включенными и выключаемыми водителем при переключении передач, торможении и остановке автомобиля.

Наибольшее применение на автомобилях получили фрикционные сцепления — однодисковые и двухдисковые.

Однодисковые сцепления применяются на легковых автомоби­лях, автобусах и грузовых автомобилях малой и средней грузо­подъемности, а иногда и большой грузоподъемности.

Двухдисковые сцепления устанавливают на грузовых автомоби­лях большой грузоподъемности и автобусах большой вместимости.

Многодисковые сцепления используются очень редко — толь­ко на грузовых автомобилях большой грузоподъемности.

Гидравлические сцепления, или гидромуфты, в качестве от­дельного механизма трансмиссии на современных автомобилях не применяются. Ранее они использовались совместно с последова­тельно установленным фрикционным сцеплением.

Электромагнитные сцепления широкого распространения не получили в связи со сложностью их конструкции.

Требования к сцеплению

Для надежной работы автомобиля к сцеплению, кроме общих требований к конструкции автомобиля (см. подразд. 1.2), предъяв­ляются специальные требования, в соответствии с которыми оно должно обеспечивать:

• надежную передачу крутящего момента от двигателя к транс­миссии;

• плавность и полноту включения;

• чистоту выключения;

минимальный момент инерции ведомых частей;

хороший отвод теплоты от поверхностей трения ведущих и

ведомых частей;

• предохранение механизмов трансмиссии от динамических нагрузок;

• поддержание нажимного усилия в заданных пределах в про­цессе эксплуатации;

• легкость управления и минимальные затраты физических уси­лий на управление;

• хорошую уравновешенность.

Выполнение всех указанных требований обеспечить в одном сцеплении невозможно. Поэтому в разных сцеплениях в соответствии с конструкцией выполняются в первую очередь главные для них требования.

Однодисковое сухое сцепление.Однодисковымсцеплением на­зывается фрикционная муфта, в которой для передачи крутящего момента применяется один ведомый диск. Сцепление состоит из ведущих и ведомых деталей, а также из деталей включения и выключения сцепления. Ведущими деталями являются маховик двигателя, кожух и нажимной диск

ведомыми — ведомый диск, деталями вклю­чения — пружины , деталями выключения — рычаги и муфта с выжимным подшипником. Кожух прикреплен болтами к маховику. Нажимной диск соединен с кожухом упругими пластинами, которые обеспечивают передачу крутящего момента от кожуха на нажимной диск и осевое перемещение нажимного диска при включении и выклю­чении сцепления. Ведомый диск установлен на шлицах первично­го (ведущего) вала коробки передач. При отпущенной педали сцепление включено, так как ведомый диск прижат к маховику нажимным диском усилием пружин. Сцепление передает крутящий момент от ведущих деталей к ведомым через поверхности трения ведомого диска с махо­виком и нажимным диском. При нажатии на педаль сцепление выключается, так как муфта с выжимным подшипником перемещается к маховику, поворачивает рычаги, кото­рые отодвигают нажимной диск от ведомого диска. В этом слу­чае ведущие и ведомые детали сцепления разъединены и сцепление не передает крутящий момент. Однодисковые сцепления просты по конструкции, дешевы в изготовлении, надежны в работе, обеспечивают хороший отвод теплоты от трущихся поверхностей, чистоту выключения и плав­ность включения. Они удобны в обслуживании, при эксплуатации и ремонте. В однодисковых сцеплениях сжатие ведущих и ведомых деталей может производиться несколькими цилиндрическими пружина­ми, равномерно расположенными по периферии нажимного диска. Оно также может осуществляться одной диафрагменной пружиной или конусной пружиной, установленной в центре нажим­ного диска. Сцепление с периферийными пружинами несколько сложнее по конструкции (большое число пружин). Кроме того, поломка одной из пружин в эксплуатации может быть не замечена, что приведет к повышенному износу сцепления. Сцепление с одной центральной пружиной проще по конст­рукции и надежнее в эксплуатации. При центральной диафрагменной пружине сцепление имеет меньшую массу и размеры, а также меньшее число деталей, так как пружина кроме своей фун­кции выполняет еще и функцию рычагов выключения сцепления. Кроме того, она обеспечивает равномерное распределение уси­лия на нажимной диск. Сцепления с центральной диафрагменной пружиной применяются на легковых автомобилях из-за трудности изготовления пружин с большим нажимным усилием при малых размерах сцепления.

Преимуществом сцепления с центральной конической пружиной является то, что нажимная пружина не соприкасается с на­жимным диском и поэтому при работе сцепления меньше нагре­вается и дольше сохраняет свои упругие свойства. Кроме того, благодаря конструкции нажимного механизма сцепление может передавать большой крутящий момент при сравнительно неболь­шой силе пружины. Такие сцепления применяются на грузовых автомобилях большой грузоподъемности.

Двухдисковое сухое сцепление.Двухдисковымназывается сцепление, в котором для передачи крутящего момента применяются два ведомых диска. Двухдисковое сцепление при сравнительно небольших размерах позволяет передавать значительный крутящий момент. Поэтому двухдисковые сцепления применяются на грузовых автомобилях большой грузоподъемности и автобусах большой вместимости. В двухдисковом сцеплении ведущими деталями являются маховик двигателя, кожух, нажимной диски ведущий диск, ведомыми — ведомые диски, деталями включения — пружины, деталями выключения — рычагии муфта выключения с выжимным подшипником. Кожух прикреплен к маховикуи связан с нажимными ведущимдисками направляющими пальцами, 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 действуют на нажимной диск, зажимая между ним и маховиком двигателя ведущий и ведомые диски. При выключении сцепления муфта 5 давит на рычаги, которые через оттяжные пальцыотводят нажимной диск от маховика двигателя. При этом между маховиком, ведомыми, ве­дущим и нажимным дисками создаются необходимые зазоры, чему способствуют отжимные пружины и регулировочные болты. 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 сложнее по конструкции, чем однодисковые сцепления, и имеют большую массу.

Многодисковое сухое сцепление. Многодисковымназывается сцеп­ление, в котором для передачи крутящего момента применяется несколько ведомых дисков. Многодисковое сцепление имеет большое число поверхностей трения, обеспечивает высокую плавность включения и передачу особенно большого крутящего момента при небольших размерах. По сравнению с однодисковым и двухдисковым сцеплениями многодисковое сложнее по конструкции, не обеспечивает чисто­ту выключения, имеет большой момент инерции ведомых частей, что затрудняет переключение передач и увеличивает возникаю­щую при этом ударную нагрузку между переключаемыми деталя­ми коробки передач. Кроме того, у многодискового сцепления худшее тепловое состояние, так как ведущие диски имеют не­большую толщину (не более 4 мм) и поэтому быстро перегрева­ются. Вследствие этого может быть нарушена стабильная и надеж­ная работа сцепления. В связи с указанными недостатками много­дисковые сцепления распространения на автомобилях почти не получили.