Зчеплення

Зчеплення автомобіля - механізм, призначений для:

1.    Тимчасового від¢єднання двигуна від трансмісії й плавного їх з¢єднання знову.

2.    Забезпечення плавного рушання автомобіля з місця.

3.    Для захищення двигуна і трансмісії від динамічних перевантажень інерційними моментами, що виникають при різкому гальмуванні без вимкнення зчеплення й передачі в коробці передач, а також при нерівномірному русі автомобіля нерівними дорогами за рахунок його пробуксовування.

4.    Для гасіння крутильних коливань в трансмісї, які виникають внаслідок пульсації крутного моменту двигуна.

Класифікація

Класифікація зчеплень приведена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Класифікація зчеплень

Найбільш поширені одно- і дводискові фрикційні зчеплення з пружними натискними пристроями і гасниками крутильних коливань у веденому диску. На легкових автомобілях і вантажних малої і середньої вантажопідйомності встановлюють однодискові сухі зчеплення. На вантажних автомобілях великої вантажопідйомності встановлюються дводискові зчеплення.

Електромагнітні зчеплення інколи застосовують на легкових автомобілях з мікро- і малооб¢ємними двигунами.

Гідравлічні зчеплення на сучасних автомобілях як окремий агрегат не застосовуються.

З приводів зчеплення найбільш поширені механічний і гідравлічний з механічним, гідравлічним або пневматичним підсилювачем.

Конструкція і принцип дії фрикційного зчеплення

Фрикційні одно- або дводискові  (рис. 2.2) зчеплення складаються з ведучих і ведених частин, механізму вимкнення, приводу зчеплення.

Деталі ведучої частини зчеплення сприймають від маховика крутний момент, а деталі веденої частини передають цей момент первинному валу коробки передач. Механізми вимкнення і приводу призначені для керування зчепленням.

Принцип дії фрикційних зчеплень грунтується на використанні сили тертя, що виникає між робочими поверхнями ведучих і ведених дисків. Ведучий диск зчеплення з¢єднаний з маховиком і  обертається разом з ним. Ведений диск з¢єднаний з ведучим валом коробки передач. Якщо ведений і ведучий диски притиснути, то крутний момент від колінчастого вала двигуна передаватиметься через маховик і притиснені до нього диски на ведучий вал коробки.

Рис. 2.2. Одно- (а) і дводискове (б) фрикційні зчеплення з периферійними пружинами: 1 - колінчастий вал двигуна; 2 - маховик; 3 - ведений диск (в дводисковому - передній);  4- натискний диск; 5 - кожух зчеплення; 6 - опори відтискних важелів; 7- картер зчеплення; 8 - важелі; 9- пересувна муфта; 10 - первинний вал коробки передач; 11 - педаль; 12 - тяга педалі; 13 - кульовий палець; 14 - вилка; 15 - відтягувальна пружина; 16 - пружини; 17 - підшипник; 18 - задній ведений диск; 19 - відтискна пружина; 20 - проміжний натискний диск.

Особливістю зчеплення діафрагмовою пружиною (рис.2.3, а) є те, що функції натискних пружин і важелів, що відводять натискний диск, виконує діафрагмова пружина. В вільному стані вона має форму тарільчатого диска у вигляді врізаного конуса. Особливістю такого зчеплення є створення рівномірного і постійного натискного зусилля на натискний диск, а також підтримання заданого крутного момента в міру зношення накладок ведногодиска.

Відцентрові зчеплення. Принцип роботи полягає в створенні зусилля на натискинй диск за допомогою відцентрових вантажів. Для перемикання передач необхідно примусово вимкнути зчеплення за допомогою педалі.

Рис. 2.3. Зчеплення з діафрагмовою пружиною (а) і відцентрове зчеплення (б)

Рис. 2.4. Електромагнітне зчеплення

Електромагнітне зчеплення є одним з видів зчеплень з автоматичним керуванням. Перевагою таких зчеплень є порівняна простота автоматичного керування.

Конструктивні особливості складових частин зчеплень

Ведучі (натискні) диски. Матеріал ведучих дисків (як і маховика) повинен мати добрі фрикційні властивості при роботі в з¢єднанні з накладками. Використовується сірий чавун СЧ 21-40, СЧ 24-44. Рідше застосовується легований чавун з домішками хрому, нікелю, молібдену.

Для кращої циркуляції охолоджуючого повітря у дисках іноді виконують радіальні вентиляційні канали.

Ведучі диски повинні обертатися разом з маховиком і мати можливість у моменти вмикання і вимикання переміщатися в осьовому напрямку відносно корпуса зчеплення. Для з¢єднання ведчих дисків з маховиком застосовують різні методи:

·      виступами на диску, які входять у вирізи кожуха;

·      пальцями, запресованими у маховик;

·      зубцями на маховику та диску;

·      пальцями, що з¢єднують маховик та кожух зчеплення;

·      пружними пластинами, кожна з яких одним кінцем прикріплена до кожуха, а другим - до диска.

Натискні (робочі) пружини. За розміщенням пружини поділяють на периферійні та центральні, а за конструкцією - на циліндричні, конічні та діафрагмові (тарільчасті). Матеріал для виготовлення пружин - сталь марок 65Г, 85. При переферійному розміщенні пружин їх число повинно бути кратним числу важелів вимикання для запобігання перекосу натискного диска. В зчепленнях їх буває від 4 до 24. Для запобігання перегріву пружини між натискним диском та нею встановлюють теплоізолюючу шайбу.

Ведені диски. Виготовляють зі сталі 50, 65, 85 товщиною 1,3 ... 2 мм, маточину з сталі 40 або 40Х. Фрикційні накладки виготовляють з пресованого азбесту. Як зв¢язуючу речовину використовують синтетичні смоли, бакеліт, каучук. Наповнювачами можуть бути мідь, цинк або графіт. Наповнювачі забезпечують рівномірний розподіл температури по поверхні тертя і товщині диска, стабілізують фрикційні властивості, підвищують зносостійкість накладок.

Відтискні важелі. Важелі і їх осі виготовляютьз мало- або середньовуглецевої сталі. Конструкця важелів повинна забезпечити мінімальне тертя в шарнірах при високому передавальному числі і жорсткості.

Підшипники вимкнення дають змогу значно знизити тертя при вимкненні. Найчастіше використовують підшипники кочення з захисним кожухом. Мастильни матеріал подаєтьсяч в них по гнучкому шлангу від корпуса зчеплення. Іноді використовують підшипники ковзання - вугільно-графітні втулки, просочені спеціальними маслами або герметичні підшипники, наповнені мастильним матеріалом.

Кожух зчеплення виготовляють холодним штампуванням з листової сталі 08 або 10 товщиною 2,5 ... 4 мм. Для зчеплень з центральною пружиною кожух повинен мати підвищену жорсткість. Тому такі кожухи відливають з сірого чавуну. Для охолодження поверхонь тертя в кожусі роблять вирізи і вікна.

Гасник крутильних коливань. Незалежно від конструкції гасник працює за принципом розсіювання енергії. Найбільш поширені гасники з циліндричними пружинами і фрикційними елементами. У випадку використання гумових пружних елементів необхідно застосовувати спеціальну теплостійку гуму.

Привід керування зчепленням повинен забезпечувати зручність і легкість керування ним. Максимальне зусилля на педалі зчеплення не повинно перевищувати 150 Н при наявності підсилювача і 250 Н - без нього. Механічний привід простий у виготовленні і надійний у експлуатації. На довші дистанції - незручний і падає ККД. Ущільнення днища кабіни при такому приводі гірше. Гідропривід має вищий ККД і жорсткість (для її зменшення встановлюють гумові шланги). Складніший у виробництві і експлуатації.

Пневматичні підсилювачі встановлюють на автомобілях високої вантажопідйомності, а вакуумні - в системі керування автоматичним зчепленням автомобілів малого класу.