3.Назначение сцеплении. Из каких основных деталей состоит сцепление и его привод, установленные на автомобиле ваз-2101? Их назначение.
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. 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. По виду фрикционное сцепление различается:
однодисковое сцепление;
двухдисковое сцепление;
многодисковое сцепление.
В зависимости от состояния поверхности трения может быть сухое сцепление и мокрое сцепление. В сухом сцеплении используется сухое трение между дисками. Мокрое сцепление предполагает работы дисков в жидкости.
Рис. 3 — Сцепление ВАЗ-2101
1. Нажимная пружина; 2. Фрикционные накладки ведомого диска; 3. Заклепка нажимной пружины; 4. Ведомый диск; 5. Заклепка-упор гасителя крутильных колебаний; 6. Передняя пластина демпфера; 7. Задняя пластина демпфера; 8. Ступица ведомого диска; 9. Пружина демпфера; 10. Нажимной диск; 11. Маховик; 12. Кожух сцепления; 13. Картер сцепления; 14. Первичный вал коробки передач; 15. Пластина соединяющая нажимной диск с кожухом сцепления; 16.
Фиксатор нажимной пружины; 17. Кольцо нажимной пружины; 18. Соединительная пластина упорного фланца и кожуха сцепления; 19. Фрикционное кольцо упорного фланца; 20. Заклепка соединительной пластины; 21. Упорный фланец нажимной пружины; 22. Подшипник выключения сцепления; 23. Соединительная пружина вилки и муфты подшипника; 24. Муфта подшипника выключения сцепления; 25. Фрикционные кольца демпфера; 26. Опорное кольцо пружинной шайбы; 27. Пружинная шайба демпфера; 28. Шаровая опора вилки выключения сцепления; 29. Пружина вилки выключения сцепления; 30. Толкатель вилки выключения сцепления; 31. Вилка выключения сцепления; 32. Рабочий цилиндр выключения сцепления; 33. Оттяжная пружина вилки выключения сцепления.Сцепление обеспечивает плавное трогание автомобиля с места и бесшумное переключение передач. Принцип его действия основан на передаче крутящего момента от маховика на первичный вал коробки передач за счет сил трений, которые возникают между поверхностями маховика 11, ведомого 4 и нажимного 10 дисков при их сжатии.
Ведомый диск расположен на шлицах первичного вала коробки передач, зажимается между маховиком и нажимным диском усилием пружины 1. А на жимной диск 10 вместе с кожухом 12 крепятся болтами к маховику. Таким образом, одни детали имеют постоянную связь с маховиком, другие временную. За счет сил трения, когда сцепление включено. Первые детали составляют ведущую часть сцепления, вторые — ведомую. Отвод нажимного диска от ведомого, т. е. выключение сцепления, осуществляется через гидравлический привод.
Ведущая часть сцепления выполнена неразъемным узлом, в который входят кожух 12 сцепления, нажимный диск 10, центральная нажимная пружина 1 и детали, соединяющие их. Этот узел крепится к маховику шестью болтами и тремя установочными штифтами Кожух сцепления имеет вогнутую форму, образующую полость, для размещения нажимной пружины и нажимного диска. Внутри кожуха приварено одно опорное кольцо 17, на которое опирается одна сторона нажимной пружины. К кожуху заклепками 3 крепится нажимная пружина 1.
Заклепки проходят через овальные отверстия нажимной пружины. В головки этих закле- пок упирается другое опорное кольцо 17. Такое шарнирное соединение позволяет Пружине прогибаться относительно опорных колец.Нажимная пружина отштампована из пружинной стали. Радиальные прорези делят ее поверхность на отдельные лепестки, которые работают как рычаги выключения сцепления. На эти лепестки воздействует упорный фланец 21, который поджат к ним за счет упругости соединительных пластин 18. К наружной поверхности упорного фланца приклеено фрикционное кольцо 19. Наружная кромка нажимной пружины заходит в пазы фиксаторов 16, приклепанных к нажимному диску. Через фиксаторы при прогибе нажимной пружины относительно опорных колец 17 происходит отвод нажимного диска от ведомого.
Нажимный диск 10 — чугунный. Имеет форму кольца с тремя приливами. С кожухом сцепления он соединен тремя парами упругих пластин 15, которые приклепаны одним концом к приливам нажимного диска, другим — к кожуху сцепления. Такая связь обеспечивает передачу крутящего момента от кожуха 12 на нажимный диск и одновременно осевое перемещение нажимного диска внутри кожуха сцепления. Ведомая часть сцепления состоит из ведомого диска 4 с фрикционными накладками 2 и гасителя крутильных колебаний (демпфера). Диск стальной, Т-образные радиальные прорези делят его на двенадцать лепестков.
На каждом лепестке имеется плоский участок и два гиба (выпуклости), за счет которых поверхность диска имеет волнообразную форму. Чтобы эта форма сохранилась, фрикционные накладки 2 приклепаны к каждому лепестку независимо друг от друга, одна к выпуклой части лепестка, другая — к плоской. Головки заклепок утопают в отверстиях накладок, а их стержни расклепаны со стороны диска через отверстия в противоположной накладке.
Ведомый диск соединен со ступицей 8 не жестко, а эластично через детали демпфера. Такая упругая связь обеспечивает гашение крутильных колебаний, которые возникают в трансмиссии вследствие неравномерной работы двигателя и передаваемых динамических нагрузок. Во фланце ступицы выполнены шесть окон и три подковообразных выреза. Через вырезы проходят упорные пальцы 5, которые соединяют между собой переднюю 6 и заднюю 7 пластины демпфера и ведомый диск 4. В передней и задней пластинах демпфера и в ведомом диске выполнены такие же окна, как и во фланце ступицы. В этих окнах расположены пружины 9. которые удерживаются от вы- падания отбортовкой окон в обеих пластинах демпфера.
Пружины имеют разную упругость, что расширяет зону действия демпфера. Более жесткие пружины окрашены светлой краской. Они установлены между пружинами меньшей упругости. По обеим сторонам фланца ступицы установлены фрикционные кольца 25. Тарельчатая пружинная шайба 27 через опорное кольцо 26 создает постоянный момент трения между поверхнос- тями фрикционных колец и фланцем ступицы. При возникновении крутильных колебаний, при резком изменении скорости движения автомобиля или при резком включении сцепления происходит перемещение ведомого диска вместе с пластинами демпфера относительно ступицы 8. При этом срабатывает фрикционный элемент демпфера и пружины. Создаваемое ими сопротивление гасит ударные нагрузки и крутильные колебания, предохраняя детали трансмиссии от поломок и интенсивного износа.
Действие упругого элемента ограничено тремя упорными пальцами 5, которые упираются в подковообразные вырезы ступицы. Выключение сцепления осуществляется через гидравлический привод, управляемый педалью. Усилие от педали сцепления через привод передается на вилку 31 выключения сцепления, а от нее на муфту 24 подшипника выключения сцепления. Вилка 31 опирается на шаро- вую опору 28 и удерживается на ней плоской пружиной 29, которая крепится к вилке, а шаровая опора ввернута в отверстие картера. Через наружный конец вилки проходит толкатель 30, на который навернуты регулировочная гайка и контргайка. Вилка поджимается к полусферической по- верхности регулировочной гайки пружиной 33. Чтобы при разъединении пружина вилки не слетела с толкателя, на его конце установлен шплинт. На выходе из картера вилка уплотняется чехлом. Муфта 24 подшипника выключения сцепления расположена на направляющей втулке передней крышки коробки передач. На муфту напрессован подшипник 22 выключения сцепления. К приливам муфты поджимается пружиной 23 внутренний конец вилки выключения сцепления.
Регулировочной гайкой толкателя изменяют зазор между подшипником вык- лючения сцепления и кольцом упорного фланца 21, который должен быть 1,5-2 мм, что соответствует свободному ходу толкателя 4-5 мм.
Рис. 4 — Привод сцепления ВАЗ-2101
1. Главный цилиндр привода выключения сцепления; 2. Главный цилиндр привода тормозов; 3. Кронштейн педалей сцепления и тормоза; 4. Внутренние втулки > педалей сцепления и тормоза; 5. Крючок; 6. Дистанционная втулка; 7. Ось педалей сцепления и тормоза; 8. Наружные втулки педалей сцепления и тормоза; 9. Оттяжная пружина педали тормоза; 10. Сервопружина; 11. Пробка бачка; 12. Отражатель; 13. Бачок главного цилиндра; 14. Педаль тормоза; 15. Оттяжная пружина педали сцепления; 16.
Ограничитель хода педали сцепления; 17. Педаль сцепления; 18. Пластина оттяжной пружины; 19. Толкатель; 20. Пробка корпуса главного цилиндра; 21. Корпус главного цилиндра; 22. Возвратная пружина поршня; 23. Поршень главного цилиндра; 24. Стопорная шайба; 25. Штуцер; 26. Уплотнительная прокладка; 27. Уплотнительное кольцо; 28. Поршень толкателя; 29. Стопорное кольцо; 30. Защитный колпачок; 31. Маховик; 32. Ведомый диск; 33. Нажимной диск; 34. Нажимная пружина; 35. Кожух сцепления; 36. Подшипник выключения сцепления; 37. Первичный (ведущий) вал коробки передач; 38. Пробка корпуса рабочего цилиндра; 39. Штуцер для прокачки привода сцепления; 40. Корпус рабочего цилиндра; 41. Толкатель вилки выключения сцепления; 42. Поршень; 43. Опорная тарелка пружины; 44. Пружина; 45. Опорная шайба пружины; 46. Шаровая опора вилки выключения сцепления; 47. Вилка выключения сцепления; 48. Регулировочная гайка; 49. Контргайка; 50. Фиксатор нажимной пружины; 51. Схема действия гидропривода сцепления.Выключение сцепления осуществляется через гидравлический привод с подвесной педалью. Этот тип привода обеспечивает плавное включение сцепления, что, в свою очередь, снижает динамические нагрузки на детали трансмиссии и повышает комфортабельность при вождении автомобиля, гидравлический привод надежен и долговечен, трудоемкость технического обслуживания его сведена до минимума привод включена сервопружина 10, значительно снижающая усилие выключения сцепления. Педали сцепления и тормоза подвешены к кронштейну 3 на одной оси 7. выполненной в виде 6олта. Под его головку установлена упорная шайба, а на его конец навертывается гайка с пружинной шайбой. В ступицах педалей остановлены наружные пластмассовые втулки 8, которые не требуют смазки в процессе эксплуатации автомобиля.
Поворот педалей происходит на внутренних металлических втулках 4, надетых на ось. Между педалью тормоза и щекой кронштейна установлена дистанционная пластмассовая втулка. Педаль сцепления шарнирно соединена с толкателем 19 и пластиной 18 оттяжной пружины. Они удерживаются на пальце шплинтом. Оттяжная пружина 15 удерживает педаль сцепления в исходном положении, при котором педаль упирается в колпачок ограничителя 16 хода педали. Другой конец толкателя входит в гнездо поршня 28 главного цилиндра. Ограничителем хода педали можно регулировать зазор между полусферическим концом толкателя и поршнем 28. К верхнему концу педали приварен кронштейн, в вырез которого заходит крючок 5, другой конец крючка соединен с сервопружиной 10. Сервопружина стремится повернуть верхнюю часть пе- дали в сторону выключения сцепления, чем значительно снижает усилие, прикладываемое к педали сцепления.
Главный цилиндра привода выключения сцепления крепится на двух шпильках к торцевой пластине кронштейна педалей тормоза и сцепления. 6 полости главного цилиндра установлены возвратная пружина 22 и *рва поршня 23 и 28.Пружина опирается одним концом в пробку 20, другим в буртик поршня 23 и служит для возвращения поршней в исходное положение. За счет установки двух поршней уменьшаются радиальные нагрузки на поршень 23 при воздействии толкателя 19на поршень 28, а также улучшается уплотнение поршней, так как между ними сжимается уплотни- тельное кольцо 27.
Поршень главного цилиндра уплотнен резиновым кольцом, которое расположено в канавке поршня и создает герметичность в рабочей полости цилиндра. Чтобы по мере возрастания давления в рабочей полости одновременно улучшалось уплотнение поршня, в его хвостовике выполнен осевой канал, соединяющийся с радиальными отверстиями, которые выходят в канавку уплотнительного кольца. Когда давление в рабочей полости цилиндра возрастает, то под его воздействием уплотни- тельное кольцо распирается по радиусу, т. е. плотнее прилегает к зеркалу цилиндра. Одновременно уплотнительное кольцо является клапаном, через который полость цилиндра сообщается с бачком 13. Это происходит при крайнем заднем положении поршней главного цилиндра, когда уплотнительное кольцо не перекрывает компенсационное отверстие.
Все детали главного цилиндра удерживаются в полости стопорным кольцом 29. Защитный колпачок 30 предохраняет полость цилиндра от загрязнения. В отверстиях корпуса цилиндра закреплены трубопровод, отводящий жидкость от главного цилиндра к рабочему, и штуцер 25, соединенный шлангом с бачком гидропривода. Штуцер 25 в гнезде прилива корпуса уплотнен резиновой прокладкой 26 и крепится стопорной шайбой 24. Рабочий цилиндр 32 (см. рис. 11) привода выключения сцепления крепится двумя болтами к картеру 13 сцепления. Верхний болт одновременно крепит пластину оттяжной пружины 53, которая возвращает исходное положение вилку выключения сцепления. В корпусе цилиндра расположен поршень 42 (см. рис. 12) с двумя уплотнительными кольцами.
Заднее кольцо 27 установлено в канавке поршня, переднее постоянно поджимается через опорную тарелку 43 пружиной 44 к торцевой поверхности поршня. Другой конец пружины упирается в опорную шайбу 45, которая удерживмтся на хвостовике поршня стопорным кольцом 29. Рабочая полость цилиндра через осевой канал и радиальные отверстия сообщается с канавкой уплотнительного кольца, что обеспечивает более плотное прилегание кольца к зеркалу цилиндра при выключении сцепления, когда в рабочей полости создается давление жидкости. В корпус ввернута пробка 38. в резьбовое отверстие которой ввернут наконечник шланга. В прилив корпуса ввернут штуцер 9 для прокачки привода сцепления.
Бачок 13 гидропривода сцепления закреплен на кронштейне щитка передка кузова. 5н изготовлен из полупрозрачной пластмассы, что облегчает проверку уровня жидкости в приводе. Пробка бачка имеет гофрированной резиновый отражатель 15. который предохраняет полость бачка от загрязнения и является успокоителем жидкости. Кроме того, отражатель не допускает непосредственного контакта жидкости с воздухом, что увеличивает срок ее службы. Полость бачка соединена с атмосферой через отверстие в пробке. При понижении уровня жидкости в бачке давление воздуха над отражателем устраняет разрежение, возникающее в бачке. В нижней части бачка имеется штуцер, на котором закреплен шланг для подвода жидкости в полость главного цилиндра.
Сцепление: описание,виды,устройство,принцип работы
Содержание статьи
Резкий старт с места, или же большая нагрузка при движении быстро выводят сцепление с рабочего состояния, первым признаком поломки сцепления становится плохое переключение коробки передач, пробуксовка после того, как включили передачу, нажали на газ, обороты двигателя поднялись, а автомобиль не набирает скорость. Все это ведет к одному, пора менять сцепление. Но все же заменить не проблема, но вот для того чтоб не случилась такая беда заново, рассмотрим принцип работы сцепления.
Что такое сцепление?
Сцепление (или как его еще называют «фрикционная муфта») ― это механизм автомобиля, который соединяет двигатель с трансмиссией и время от времени дает возможность рассоединять их при переключении передачи, торможения или же во время остановки. Основное задание сцепления ― это фрикционное взаимодействие дисков, которые располагаются на обоих валах.
Еще одной функцией, которую исполняет сцепление ― это возможность плавно трогать с места автомобиль. Постольку поскольку вал двигателя вращается, а вал трансмиссии пребывает в фиксированном неподвижном положении, начало движения машины без сцепления невозможно, так как оно помогает валам плавно притереться друг к другу, и в то же время обеспечивает плавное ускорение оборотов, которое обеспечивают валы, и наконец-то привести в движение автомобиль.
Если же случайно (или не случайно) слишком быстро и резко рассоединить те двое валов, то неподвижный вал трансмиссии заклинит вращающийся вал двигателя и Ваш автомобиль просто-напросто заглохнет (в лучшем случае), или же в механизме сцепления будут поломки, на которые понадобятся немалые материальные затраты. В основном, на современных автомобилях устанавливается механические сцепления.
ПРИВОД ВЫКЛЮЧЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЯ
Дальнейшее изучение автомобиля невозможно без понимания термина — привод. Попробуем с ним разобраться.
Когда в автомобиле надо передать усилие, допустим от водителя к некому механизму, то могут возникнуть проблемы. Для того чтобы автомобиль исправно работал, а водитель находился на своем месте, существует привод механизмов.
Представьте ситуацию, когда вам необходимо постоянно что-то закрывать и открывать, а сами вы передвигаться не можете. Для передачи усилия на расстоянии по «открыванию» и «закрыванию» двери, вам придется применить палку или дистанционное управление. Пусть это будет палка, привязанная веревками одним концом к вашей руке, а другим к ручке двери. В этом случае, палка с веревками будут являться «приводом», который передаст усилие на расстоянии.
В автомобиле каждый механизм имеет свой привод, посредством которого он приводится в действие. Привод может состоять из большого количества отдельных узлов и деталей, может быть механическим, гидравлическим.
Схема гидравлического привода выключения сцепления и механизма сцепления
1 — коленчатый вал; 2 — маховик; 3 — ведомый диск; 4 — нажимной диск; 5 — кожух сцепления; 6 — нажимные пружины; 7 — отжимные рычаги; 8 — нажимной подшипник; 9 — вилка выключения сцепления; 10 — рабочий цилиндр; 11 — трубопровод; 12 — главный цилиндр; 13 — педаль сцепления; 14 — картер сцепления; 15 — шестерня первичного вала; 16 — картер коробки передач; 17 — первичный вал коробки передач.
- педали,
- главного цилиндра,
- рабочего цилиндра,
- вилки выключения сцепления,
- нажимного подшипника,
- трубопроводов.
При нажатии на педаль сцепления, усилие ноги водителя, через шток и поршень, передается жидкости, которая передает давление от поршня главного цилиндра на поршень рабочего. Далее шток рабочего цилиндра перемещает вилку выключения сцепления и нажимной подшипник, который передает усилие на механизм сцепления. Когда водитель отпустит педаль, то под воздействием возвратных пружин все детали привода займут исходные позиции.
В гидравлическом приводе сцепления применяется тормозная жидкость. Перед тем как заливать ее в бачок привода, стоит прочитать, что написано на этикетке. А разрешается ли ее смешивать с жидкостью, которая уже залита в гидроприводе сцепления автомобиля? Как правило, ответ бывает положительным, но существуют жидкости, которые не подлежат смешиванию.
На переднеприводных автомобилях используется механический привод, где педаль сцепления связана с вилкой выключения с помощью металлического троса.
Из чего состоит сцеплениеЧтоб не ломать сцепление, нужно знать не только как оно работает поверхностно и какие его функции, но и с каких деталей оно состоит. К основным составляющим частям относят ведомую и ведущую части, механизм отключения и нажимную систему.
Момент вращения двигателя передается от маховика на детали ведущей части, последние в свою очередь передают крутящий момент на ведущий вал КПП. Момент трения обеспечивается благодаря нажимному механизму, который благодаря плотному сцеплению ведомой и ведущей части, дает долгожданный результат движения.
Немаловажным считается выключение сцепления. Так один диск, на котором расположены периферическим образом пружины, расположено в чугунном картере, тот в свою очередь располагается в блок-картере двигателя.
В ведущую часть входит кожух сцепления и маховик, последний в свою очередь крепится к маховику коленчатого вала за счет шести специальных болтов. Нажимной диск размещается в средней части кожуха. Вращающий момент нажимного диска передается от маховика через три выступления, которые имеются в диске и входят в окна кожуха. Ведомый диск, ступица, ведущий вал коробки смены передач являются основными и обязательными составными ведомой части сцепления.
По обе стороны ведомого диска размещены фрикционные накладки, изготовлены из медно-асбестового состава (или же иного металлоасбестового состава), которые выдерживают необычайно высокую температуру и известны своими фрикционными свойствами. Со ступицей ведомый диск соединен заклепками либо же через пружины. Эти пружины являются составной частью пружинно-фрикционного гасителя вращающихся колебаний (то есть демпфера)
МЕХАНИЗМ СЦЕПЛЕНИЯ
Механизм сцепления представляет собой устройство, в котором происходит передача крутящего момента за счет работы сил трения. Механизм сцепления позволяет кратковременно разъединять двигатель и коробку передач, а затем плавно их соединять. Элементы механизма заключены в картер сцепления, который крепится к картеру двигателя.
Механизм сцепления состоит из:
- картера и кожуха,
- ведущего диска (которым является маховик двигателя),
- нажимного диска с пружинами,
- ведомого диска с износостойкими накладками.
Ведомый диск постоянно прижат к маховику нажимным диском под воздействием сильных пружин. За счет огромных сил трения между маховиком, ведомым и нажимным дисками, все это вместе вращается при работе двигателя. Но только тогда, когда водитель не трогает педаль сцепления, независимо от того едет ли или стоит на месте автомобиль.
Для начала движения машины, необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами к вращающемуся маховику, то есть — включить сцепление. И это сложная задача, так как угловая скорость вращения маховика составляет 20 — 25 оборотов в секунду, а скорость вращения ведущих колес – ноль.
Сцепление включено
На первом этапе работы по включению сцепления — приотпускаем педаль, т.е. даем возможность пружинам нажимного диска подвести ведомый диск к маховику до их легкого соприкосновения. За счет сил трения диск, проскальзывая некоторое время относительно маховика, тоже начнет вращаться, а автомобиль потихоньку ползти.
На втором этапе – удерживаем ведомый диск от какого-либо перемещения, т.е. на две — три секунды удерживаем педаль сцепления в средней позиции для того, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись. Машина при этом увеличивает скорость движения.
На третьем этапе — маховик вместе с нажимным и ведомым дисками уже вращаются вместе без проскальзывания и с одинаковой скоростью, 100%-но передавая крутящий момент к коробке передач и далее на ведущие колеса автомобиля. Это соответствует состоянию механизма сцепления – включено, автомобиль едет. Теперь остается только полностью отпустить педаль сцепления и убрать с нее ногу.
Если при начале движения педаль сцепления резко бросить, то автомобиль «прыгнет» вперед, а двигатель заглохнет.
Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль, при этом нажимной диск отходит от маховика и освобождает ведомый диск, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач. Нажимать на педаль сцепления следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали.
Сцепление выключено
Сцепление с гидравлическим приводом
Судя с названия этого вида сцепления, думаю, Вам, итак, стало ясно, что в гидравлическом приводе все усилия, начиная с педали сцепления и заканчивая собственно механизмом, транспортируются с помощью такой себе жидкости. Она в свою очередь размещается в гидроцилиндрах и трубках, которые соединяют все нужные в механизме элементы. Механизм строения гидравлического сцепления не очень совпадает с механическим сцеплением.
Один достаточно большой диск располагается на остром конце ведущего вала и сделанного из стали кожуха. Кожух закрепляется за маховиком. Внутри кожуха имеется пружина с радиальными лепестками. Они являются, скажем, так, выжимными рычажками. На оси располагается управляющая педаль. Она же приподнята к кузову, а именно к кронштейну. Толкач основного цилиндра прикреплен к педали сцепления при содействии шарнира. Педаль попускается тогда, когда сцепление выключается и передача переключается.
Диагностика сцепления в домашних условиях
Чаще всего при поломке слышны характерные звуки. Для этого давим пару раз на педаль сцепления и внимательно слушаем. Если появляются посторонние звуки, к примеру, такие как скрип, стук или подобное, то стоит понять, откуда они идут и устранить их. При нажатии на педаль, она должна идти свободно, без рывков и задержек. Расстояние от пола до педали при включенном или выключенном состоянии не должна превышать 145 миллиметров.
Встречаются еще поломки во время езды, а именно когда переключаете передачу. Если тяжело включить передачу и при включении появляются нестандартный хруст, шум и другие звуки, то не стоит затягивать. Так же при включении передачи и нажатии на газ машина не так резва, как обычно, начинает плавно набирать ход, при этом мотор работает на максимум. Это первый признак поломки диска сцепления.
Характеристики керамического и металлокерамического сцепления
В последнее время любители экстремальной быстрой езды открыли для себя керамическое и металлокерамическое сцепление. Керамика значительно выигрывает, если ее установить на мощный агрегат, который любит стартовать с пробуксовкой и сжигать резину. Металлокерамическое сцепление может выдерживать значительные нагрузки и является лучшим выбором гонщиков.
Диски производят с добавление углеродистого волокна, кевлара и керамики. Такой состав позволяет на 10–15% поднять передачу крутящего момента без увеличения прижимной силы, оказываемой на корзину. Живут такие диски, как правило, в четыре раза дольше обычных. Производят 3-х, 4-х, 6-и лепестковые модели, которые отлично справляются с температурными и механическими нагрузками. Некоторые водители жалуются на слишком резкое переключение передач при керамическом сцеплении, но определенного
мнения на этот счет среди автомобилистов пока нет.
Какие существуют типы дисков сцепления?
Поиск по ключевым словам
Выбор правильного материала и типа диска
Диск сцепления представляет собой механический узел с фрикционным материалом с обеих сторон. Он соединяет двигатель с трансмиссией с помощью шлицевой ступицы при сжатии между прижимной пластиной и маховиком.
В большинстве дисков сцепления используются торсионные пружины в шлицевой ступице для более плавного зацепления.
Производители сцеплений используют множество различных терминов для описания своего фрикционного материала. В следующем списке они сгруппированы по одинаковой агрессивности, вовлеченности и износу.
Органические сцепления
Органические сцепления являются наиболее используемым типом сцепления. Они обеспечивают плавное зацепление и долгий срок службы при нормальных условиях вождения. Органические сцепления плохо реагируют на переключение передач на высоких оборотах и длительное злоупотребление. Как правило, они сделаны из углеродных и тканых арамидных или металлических волокон.
Кевларовые муфты
Кевлар — более агрессивный фрикционный материал, обеспечивающий довольно плавное зацепление. Он будет болтаться на низкой скорости и при движении задним ходом. Кевлар легко блестит в движении и будет скользить до тех пор, пока глазурь не сотрется. Как только кевларовая муфта перегревается, ее следует заменить.
Гибридная органическая
Гибридная муфта обычно состоит из сплошного органического материала с одной стороны и более агрессивного сегментированного материала с другой. Эти сцепления обеспечивают плавное включение и повышенную мощность.
Керамика / Металлик / Металлокерамика / Углеродный композит
Зацепление этих материалов более резкое и может вибрировать, дрожать или иметь ступенчатое зацепление. Эти сцепления будут быстрее изнашивать поверхности маховика, особенно в дорожных условиях. Они, как правило, поставляются в виде «сегментированных» дисков.
Спеченное железо/Спеченная бронза/Спеченный металлик
Спеченные муфты являются наиболее агрессивным материалом для муфт. У них есть помолвка вкл/выкл. Для этих сцеплений, которые в основном используются в дрэг-карах и других соревнованиях, часто требуются специальные маховики. Они поставляются с дисками «лопастного» типа и быстро изнашивают узел сцепления и маховик.
В следующей таблице приведены некоторые рекомендации по выбору диска сцепления. Всегда обращайтесь к спецификациям изготовителя сцепления в отношении мощности и использования.
Однодисковый Макс HP | Двойной диск Max HP | Лучшее использование | |
Органический | 400-450 л.с. | 700 -750 л.с. | Street / Light Track / Light Off-Road и буксировка |
Кевлар | 500-550 л. с. | Н/Д | Трек/внедорожник и тягач |
Гибридный органический | 500-600 л.с. | 900-1000 л.с. | Улица / Трек / Внедорожник и буксировка |
Керамика/металлик/керамика-металлик/ углеродный композит | 550-650 л.с. | 1100-1200 л.с. | Street / Track / Off-Road и HeavyTowing |
Спеченное железо/Спеченная бронза/Спеченный металлик | 700+ л.с. | 1400 л.с. | Трек/Экстремальное бездорожье |
Примечание. Для тяжелых транспортных средств, липких шин, гонок или буксировки тяжелых грузов придерживайтесь нижней границы диапазона мощности.
Идентификатор ответа 5382 | Опубликовано 17.03.2022 13:11 | Обновлено 11.04.2022 12:55
Был ли этот ответ полезен?
Производство автомобильных дисков сцепления – Motorindia
Д-р Самир Маджумдар, ветеран отрасли с более чем 40-летним опытом работы.
Введение
Как правило, в автомобиле с ручным управлением есть три ножные педали, тормоз, акселератор и сцепление. Диск сцепления (рис.1) помогает преодолеть инерцию и начать движение автомобиля. При двигателе автомобиля мощность передается через сцепление в виде крутящего момента (крутящего момента) от коленчатого вала двигателя к ведущему колесу. Плавная и постепенная передача мощности и крутящего момента осуществляется с помощью фрикционного узла муфты для включения и выключения потока мощности (рис.2). Муфты полезны в устройствах с двумя вращающимися валами.
Рис. 1A: Фрикционный диск сцепленияВ автомобиле вам необходимо сцепление, потому что двигатель вращается все время, а колеса автомобиля не крутятся в состоянии покоя. Колесо может двигаться только с помощью шестерни. Но без включения сцепления, если включить передачу для запуска колеса, двигатель останавливается, потому что двигатель не предназначен для непосредственного вращения колеса, когда автомобиль находится в состоянии покоя, и именно сцепление мягко входит в зацепление между ведущим колесом и коленчатым валом двигателя и приводит в движение ведущее колесо.
Сцепление позволяет плавно включать вращающийся двигатель в невращающуюся трансмиссию, контролируя проскальзывание между ними (рис.2). По умолчанию сцепление включено, то есть связь между двигателем и коробкой передач всегда «включена», если только водитель не нажмет на педаль сцепления и не выключит ее. Если двигатель работает с включенным сцеплением и трансмиссией в нейтральном положении, двигатель вращает первичный вал трансмиссии, но мощность не передается на колеса.
Накладка сцепления изготовлена из состава NBR, содержащего несколько ингредиентов, и в основном действует как тормозные колодки. Накладка сцепления — это поверхность сцепления, которая выполняет захват. Накладки сцепления представляют собой тип фрикционного материала, похожего на прорезиненные тормозные накладки, так что во время использования происходит плавное трение и меньше шума. Однако у них совершенно иная функция, чем у тормозных колодок, потому что, в отличие от тормоза, сцепление используется для передачи движения одного механического компонента на другой, удерживая две поверхности в контакте. Накладка сцепления предотвращает проскальзывание этих двух поверхностей.
Рис. 2: Сцепление включено и выключеноСовременные накладки сцепления обычно изготавливаются из стекловолокна, кевларового текстиля, некоторых металлов (медь, сталь и т. д.), армирующего углерода, графита, силикатов и т. д., связанных маслостойкий эластомер, предпочтительно NBR.
Однако на протяжении большей части 20-го века накладки сцепления изготавливались из асбеста, который обеспечивает превосходную амортизацию и лучший износ, чем современные материалы, используемые в настоящее время.
Использование асбеста ограничено в развитых странах из-за образования токсичных газов при его использовании.
Рис. 3: Типовые компоненты сцепленияСцепление представляет собой механическое устройство, которое включает и выключает передачу мощности, особенно от ведущего вала к ведомому (рис. 2). Муфты используются всякий раз, когда необходимо контролировать передачу мощности или движения либо по количеству, либо по времени.
Сцепление — это компонент механической трансмиссии автомобиля, который включает и отключает двигатель от коробки передач и передает крутящий момент на трансмиссию автомобиля за доли секунды. Сцепление представляет собой металлический диск, который направляет поток мощности между двигателем и трансмиссией вместе с нажимным диском и маховиком.
Различные компоненты, необходимые для подачи мощности на ведущие колеса, включают маховик, нажимной диск, диск сцепления, выжимной подшипник, рычаги управления и трансмиссию. Современное сцепление состоит из четырех основных компонентов: накладки (с диафрагменной пружиной), нажимного диска, ведомого диска и выжимного подшипника (рис. 3).
Рис. 4: Работа мембранной пружиныКрышка крепится болтами к маховику, а 9Нажимной диск 0116 оказывает давление на ведомый диск через диафрагменную пружину или винтовые пружины на более ранних автомобилях. Ведомый диск движется по шлицевому валу между нажимным диском и маховиком. С каждой стороны он покрыт фрикционным материалом, который захватывает нажимной диск и маховик при полном включении и может проскальзывать на контролируемую величину, когда педаль сцепления частично нажата, что позволяет плавно включать привод.
Когда автомобиль движется под нагрузкой, сцепление включено. Нажимная пластина, прикрепленная болтами к маховику, создает постоянную силу с помощью диафрагменной пружины; на ведомой пластине (рис.4). В более ранних автомобилях вместо диафрагменной пружины вместо диафрагменной пружины был установлен ряд винтовых пружин на задней стороне прижимной пластины.
Ведомая (или фрикционная) пластина движется по шлицевому входному валу, через который мощность передается на коробку передач.
Диск имеет фрикционные накладки, аналогичные тормозным накладкам, с обеих сторон, что позволяет плавно включать привод при включенном сцеплении.
Когда сцепление выключено (педаль нажата), рычаг прижимает выжимной подшипник к центру диафрагменной пружины, что ослабляет прижимное усилие. Внешняя часть прижимной пластины, которая имеет большую поверхность трения, больше не зажимает ведомый диск к маховику, поэтому передача мощности прерывается и можно переключать передачи.
При отпускании педали сцепления упорный подшипник выдвигается, и нагрузка диафрагменной пружины снова прижимает ведомый диск к маховику для возобновления передачи мощности.
Некоторые автомобили оснащены сцеплением с гидравлическим приводом. Давление на педаль сцепления внутри автомобиля активирует поршень в главном цилиндре, который передает давление через трубку, заполненную жидкостью, на рабочий цилиндр, установленный на картере сцепления. Поршень рабочего цилиндра соединен с рычагом выключения сцепления.
Рис. 5: Диск сцепления установлен между узлом нажимного диска и маховиком прерывание передачи электроэнергии. Например, в дрели с регулируемым крутящим моментом один вал приводится в движение двигателем, а другой — сверлильным патроном. Диск сцепления практически установлен между узлом нажимного диска и маховиком (Рис.5).Муфта соединяет два вала, поэтому они могут быть заблокированы вместе и вращаться с одинаковой скоростью (зацеплены), заблокированы вместе, но вращаться с разными скоростями (проскальзывание) или разблокированы и вращаются с разными скоростями (отключены).
Коробка передач используется для изменения передаточного отношения для достижения наилучшей скорости и мощности, а также для обеспечения движения транспортного средства в различных условиях трогания с места, остановки, ускорения, поддержания скорости и движения задним ходом.
Рис.6: Поток мощности в полностью синхронизированной трансмиссии
Поток мощности через четырехступенчатую синхронизированную трансмиссию показан на Рис.6. Как правило, поток мощности на высокой передаче обычно проходит прямо через входной вал трансмиссии к главному валу, который будет заблокирован вместе. В редукторах мощность передается через первичный вал к блоку шестерен и через редуктор к главному валу.
Рис. 6 Рис. 7: Поперечное сечение типичного сцепления, педаль сцепленияФункция диска сцепления: В современном автомобиле с механической коробкой передач сцепление приводится в действие крайней левой педалью с помощью гидравлического или тросового соединения педали с механизмом сцепления.
На старых автомобилях сцепление может приводиться в действие механическим приводом. Несмотря на то, что сцепление физически может быть расположено очень близко к педали (рис. 7), такие дистанционные средства приведения в действие необходимы для устранения влияния вибраций и незначительного движения двигателя, так как опоры двигателя по своей конструкции гибкие.
При жестком механическом соединении плавное зацепление было бы почти невозможным, потому что движение двигателя неизбежно происходит, когда привод «включается».
Рис. 7Сцепление расположено между двигателем и коробкой передач, так как его выключение необходимо для переключения передачи.
Хотя редуктор не перестает вращаться при переключении передач, через него не передается крутящий момент, что снижает трение между шестернями и их зацеплениями.
Рис. 8: Типичные компоненты гидравлической приводной системы сцепления
Выходной вал коробки передач постоянно соединен с главной передачей, затем колеса, и поэтому оба всегда вращаются вместе с фиксированным передаточным числом. При выключенном сцеплении входной вал коробки передач может свободно изменять свою скорость при изменении внутреннего передаточного числа. Любая результирующая разница в скорости между двигателем и коробкой передач нивелируется за счет небольшого проскальзывания сцепления при повторном включении.
Гидравлические системы включения сцепления состоят из главного и рабочего цилиндров (рис.8). При нажатии на педаль сцепления (педаль нажата) толкатель контактирует с плунжером и выталкивает его вверх по отверстию главного цилиндра. Во время первого перемещения на 1/32 дюйма (0,8 мм) уплотнение центрального клапана закрывает отверстие в резервуаре для жидкости, и по мере того, как поршень продолжает двигаться вверх по отверстию цилиндра, жидкость нагнетается через выпускную линию в рабочий цилиндр, закрепленный на картере сцепления.
Когда жидкость проталкивается по трубе из главного цилиндра, это, в свою очередь, выталкивает поршень в подчиненном цилиндре наружу. Толкатель соединен с рабочим цилиндром и перемещается в кармане вилки сцепления. Когда поршень рабочего цилиндра движется назад, толкатель заставляет вилку сцепления и выжимной подшипник отсоединить нажимной диск от диска сцепления.
При обратном ходе (педаль отпущена) плунжер движется назад под действием обратного давления муфты. Жидкость возвращается в главный цилиндр, и последнее движение плунжера приподнимает уплотнение клапана над седлом, обеспечивая неограниченный поток жидкости между системой и резервуаром.
Возвратная пружина поршня в рабочем цилиндре предварительно нагружает рычажный механизм сцепления и обеспечивает постоянный контакт выжимного подшипника с пальцами выключения сцепления. По мере износа ведомого диска пальцы диафрагменной пружины перемещаются назад, заставляя двигаться выжимной подшипник, вилку и толкатель.
Это движение толкает поршень рабочего цилиндра вперед в его отверстии, вытесняя гидравлическую жидкость вверх в резервуар главного цилиндра, тем самым обеспечивая функцию саморегулировки системы гидравлического сцепления.
В простейшем случае муфты соединяют и разъединяют два вращающихся вала (ведущие валы или линейные валы). В этих устройствах один вал обычно прикреплен к двигателю или другой силовой установке (приводной элемент), а другой вал (ведомый элемент) обеспечивает выходную мощность для работы. Хотя обычно задействованные движения являются вращательными, также возможны линейные муфты.
Рис. 9 : Определение передаточного числаПринцип работы механической коробки передач: Двигатель внутреннего сгорания создает крутящее движение или крутящий момент, который передается на ведущие колеса. Однако двигатель не может развивать большой крутящий момент на низких оборотах; он будет развивать максимальный крутящий момент только на более высоких скоростях. Коробка передач с ее различными передаточными числами обеспечивает возможность обеспечения этого низкого крутящего момента для движения автомобиля. Передаточные числа трансмиссии позволяют двигателю работать наиболее эффективно в различных условиях движения и нагрузки. Использование передаточных чисел позволяет избежать необходимости в чрезвычайно высоких оборотах двигателя на высоких скоростях движения.
Современная трансмиссия обеспечивает как скорость, так и мощность благодаря выбранным размерам шестерен, разработанным для наилучшей универсальной производительности.
Мощное (нижнее) передаточное число приводит транспортное средство в движение, а скоростные передаточные числа поддерживают движение транспортного средства.
Переключаясь на передачи с разным передаточным числом, водитель может регулировать скорость двигателя в соответствии с дорожными условиями.
Передаточное число можно найти, разделив количество зубьев на меньшей шестерне на количество зубьев на большей шестерне (рис. 9).).
Для достижения максимальной производительности и эффективности передаточные числа разрабатываются для каждого типа транспортного средства в зависимости от таких параметров, как размер двигателя, вес транспортного средства и ожидаемая загруженная масса и т. д.
Передаточное число может быть определено путем подсчета зубья на обеих шестернях. Например, если ведущая шестерня имеет 20 зубьев, а ведомая шестерня имеет 40 зубьев, передаточное число будет 2 к 1. Ведомая шестерня делает один оборот на каждые два оборота ведущей шестерни. Если ведущая шестерня имеет 40 зубьев, а ведомая шестерня 20 зубьев, то передаточное число составляет 1 к 2. Ведомая шестерня делает два оборота, а ведущая шестерня — один раз.
Коробки передач, используемые сегодня, могут иметь четыре, пять или шесть скоростей вперед, но все они имеют одну скорость назад. Задняя передача необходима, потому что двигатель вращается только в одном направлении и не может быть реверсирован. Процедура реверсирования должна выполняться внутри трансмиссии.
Сравнивая передаточные числа, можно увидеть, какая передача передает большую мощность на ведущие колеса при одинаковых оборотах двигателя. Низкая или первая передача пятиступенчатой коробки передач с передаточным числом 3,61 к 1 означает, что за 3,61 оборота входного вала или вала сцепления (соединенного с двигателем сцеплением) выходной вал трансмиссии сделает один оборот. Это обеспечивает большую мощность на ведущие колеса по сравнению с пониженной передачей четырехступенчатой коробки передач от 2,33 до 1,9.0003
Когда коробка передач переключается на высокую передачу в четырехступенчатой коробке передач и на четвертую передачу в пятиступенчатой коробке передач, передаточное число обычно составляет 1 к 1 (прямой привод). При каждом обороте двигателя и входного вала выходной вал вращается на один оборот.
Пятая передача в пятиступенчатой коробке передач обычно является повышающей. Эта передача используется для движения на более высоких скоростях, когда нагрузка на двигатель очень мала. Это передаточное число обеспечивает лучшую экономичность за счет снижения оборотов двигателя для поддержания определенной скорости. Входной вал вращается всего на 0,87 оборота, а выходной вал вращается на один оборот, в результате чего выходной вал вращается быстрее, чем входной вал.
Производство дисков сцепления: Благодаря снижению веса за счет изготовления более тонких сцеплений и снижению затрат в результате изменения производственных процессов «меньше механической обработки» позволило внедрить автоматическую производственную линию за счет устранения ненужной резки и механической обработки. Это имеет очевидные преимущества для крупносерийного производства. В прошлом для фрикционных накладок дисков использовались различные материалы, в том числе асбест. В современных сцеплениях обычно используется составная органическая смола с покрытием из медной проволоки или керамический материал. Керамические материалы обычно используются в тяжелых условиях, таких как гонки или перевозки тяжелых грузов, хотя более твердые керамические материалы увеличивают износ маховика и нажимного диска.
При разработке современных сцеплений основное внимание уделяется упрощению общей сборки и/или метода производства. Например, в настоящее время обычно используются приводные ремни для передачи крутящего момента, а также для подъема прижимной пластины при отключении привода транспортного средства.
При производстве диафрагменных пружин термическая обработка имеет решающее значение. Лазерная сварка становится все более распространенной в качестве метода крепления ведущей пластины к кольцу диска, при этом лазер обычно имеет мощность от 2 до 3 кВт и скорость подачи 1 м/мин. Рисунок 6 Узел нажимного диска сцепления прикручен болтами к маховику на задней части двигателя.
Рис. 10 : Диски сцепления для мотоцикловВ мотоциклах обычно используется мокрое сцепление, при этом сцепление работает в том же масле, что и трансмиссия. Эти муфты обычно состоят из чередующихся пластин из простой стали и фрикционных дисков (рис. 10).
Некоторые пластины имеют выступы на внутреннем диаметре, которые фиксируют их на коленчатом валу двигателя. Другие пластины имеют выступы на внешнем диаметре, которые фиксируют их на корзине, которая вращает входной вал трансмиссии. Набор цилиндрических пружин или пластина диафрагменной пружины сжимают пластины вместе, когда сцепление включено.
На мотоциклах сцепление приводится в действие ручным рычагом на левом руле. Отсутствие давления на рычаг означает, что диски сцепления включены (движение), в то время как нажатие рычага назад к водителю отключает диски сцепления с помощью троса или гидравлического привода, позволяя водителю переключать передачи или двигаться по инерции. В гоночных мотоциклах часто используются проскальзывающие муфты для устранения последствий торможения двигателем, которое, будучи применено только к заднему колесу, может вызвать нестабильность.
Компаундирование: Существует два основных типа фрикционных материалов, используемых для фрикционных накладок. Это органические и металлические. Органика лучше всего подходит для повсеместного использования. Некоторые предпочитают металл для тяжелых условий эксплуатации, но требуют высокого давления пружины и плохо воздействуют на фрикционные поверхности маховика и нажимного диска.
Диск сцепления всегда состоит из нитрилового каучука (NBR) для защиты от загрязнения смазочными материалами в условиях эксплуатации. Важным фактором свойств NBR является соотношение акрилонитрильных групп к бутадиеновым группам (рис. 11) в основной цепи полимера, называемое содержанием ACN.
Рис.11: Химическая структура NBRЧем ниже содержание ACN, тем ниже температура стеклования; однако, чем выше содержание ACN, тем выше устойчивость полимера к неполярным растворителям (минеральным маслам, нефтяным маслам, пропану, керосину и дизельному топливу). Для большинства применений, требующих как устойчивости к растворителям, так и гибкости при низких температурах, содержание ACN должно составлять 33%.
Таблица 1: Состав фрикционной накладки
Использование нитрильного каучука включает одноразовые нелатексные перчатки, автомобильные трансмиссионные ремни, шланги, уплотнительные кольца, прокладки, сальники, клиновые ремни, синтетическую кожу, печатные ролики, а также в качестве оболочки кабеля и т. д. Самое главное, это также используется в накладках сцепления и тормозных колодках. Более высокое содержание акрилонитрила повышает стойкость к растворителям, но, следовательно, снижает эластичность при низких температурах. NBR с содержанием ACN 33% будет идеальным выбором для компаундирования резины диска сцепления.
В тормозных колодках металлу придается форма отдельно, а затем прорезиненная накладка добавляется с помощью клея или скрепляется резинометаллическим соединением. В накладках сцепления металлический блеск создается стальной или медной проволокой. Связывание резины и металла с медью намного лучше, чем со сталью, однако из-за более высокой стоимости меди в большинстве случаев предпочтительнее использовать стальную проволоку.
Рис. 12: Свежеотвержденная пластина сцепления Рис. 12Включая NBR, который действует как связующее для больших объемов наполнителей, таких как стекловолокно, кевлар, некоторые типы металлической шерсти (медь, сталь и т. д.), армирующий углерод, графит, силикаты и т. д. . (Таблица 1).
Использование асбеста было ограничено в развитых странах из-за образования токсичных газов, и вместо него его заменяют рубленым кевларовым волокном. Прорезиненный металлический диск сцепления изготавливается в пять этапов.
Сначала готовится маточная смесь с добавлением всех ингредиентов, кроме отвердителей (Таблица 1). Затем смешанный каучук растворяют в толуоле. Маточная партия обычно вязкая. Около 15% от общего содержания твердых веществ производится в отдельной емкости путем разбавления исходной партии растворителем (толуолом).
Рис. 13: Диск сцепления с пружинойЗдесь добавляют желаемую дозу серы и ускорителей и хорошо перемешивают, чтобы получить окончательный раствор каучука.
Из шпулярника различные проволоки разного диаметра (в соответствии с требованиями прочности пластины) пропускают через резиновый раствор и далее пропускают через горячий воздух для высушивания растворителя перед тем, как намотать на катушку нужного диаметра. Количество витков шпули зависит от веса и толщины готового диска сцепления.
Рис. 13Эта прорезиненная скрученная металлическая проволока затем сжимается в нагретом прессе для прессования с гидравлическим приводом, оснащенном устройством автоматической штамповки для изготовления металлического диска сцепления. Во время формования на форму дается достаточное количество ударов, чтобы избежать захвата воздуха, который будет отброшен как некондиционный материал.
Рис. 14: Весь диск сцепления в сбореСвежеотвержденный диск сцепления (рис.