Лекция 23. Назначение и типы трансмиссии

Раздел II. ТРАНСМИССИЯ

Лекция 23. Назначение и типы трансмиссии

1. Назначение и типы

Общие сведения. Трансмиссией называется силовая передача, осуществляющая связь двигателя с ведущими колесами автомобиля.

Трансмиссия служит для передачи от двигателя к ведущим ко­лесам мощности и крутящего момента, необходимых для движе­ния автомобиля.

Крутящий момент М_к (рис.1), подведенный от двигателя к ведущим колесам, стремится сдвинуть их относительно поверхно­сти дороги в сторону, противоположную движению автомобиля. Вследствие этого из-за противодействия дороги на ведущих коле­сах возникает тяговая сила Р_т которая направлена в сторону дви­жения и является движущей силой автомобиля. Тяговая сила Р_т вызывает возникновение на ведущем мосту толкающей силы Р_х, которая от моста через подвеску передается на кузов и приводит в движение автомобиль.

В зависимости от того, какие колеса автомобиля являются ве­дущими (передние, задние или те и другие), мощность и крутя­щий момент могут подводиться только к передним, задним или передним и задним колесам одновременно. В этом случае автомо­биль является соответственно переднеприводным, заднепривод­ным и полноприводным.

Переднеприводные и заднеприводные автомобили имеют огра­ниченную проходимость и предназначены для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием, на сухих грунтовых дорогах. Такие автомобили имеют колесную формулу, т.е. соотношение между общим числом колес и числом ведущих колес, с обозначением 4x2. В этой формуле первая цифра означает общее число колес автомобиля, а вторая — число ведущих колес. Если ведущие коле­са двухскатные (грузовые автомобили, автобусы), а следователь­но, общее их число равно шести, то колесная формула этих авто­мобилей имеет также обозначение 4x2.

Полноприводные двух- и трехосные автомобили с.двумя зад­ними ведущими мостами обладают повышенной проходимостью. Они способны двигаться по плохим дорогам и вне дорог. Их ко­лесные формулы имеют соответственно обозначения 4x4 и 6x4.

Полноприводные трех- и четырехосные автомобили имеют высокую проходимость. Они могут преодолевать рвы, ямы и по­добные препятствия. Их колесные формулы обозначаются соот­ветственно 6 х 6 и 8 х 8.

Колесная формула характеризует не только проходимость ав­томобиля, но также тип его трансмиссии.

На автомобилях применяются трансмиссии различных типов (рис. 2).

Наибольшее распространение на автомобилях получили меха­нические ступенчатые, а также гидромеханические трансмиссии. Другие типы трансмиссий на автомобилях имеют ограниченное применение.

Конструкция трансмиссии зависит от типа автомобиля, его назначения и взаимного расположения двигателя и ведущих ко­лес. Характер изменения передаваемого крутящего момента в раз­ных типах трансмиссий различен.

Трансмиссия и ее техническое состояние оказывают значитель­ное влияние на эксплуатационные свойства автомобиля.

Так, при ухудшении технического состояния механизмов трансмиссии и нарушении регулировок в сцеплении, главной передаче и диффе­ренциале повышается сопротивление движению автомобиля и ухудшаются тягово-скоростные свойства, проходимость, топлив­ная экономичность и экологичность автомобиля.

Механические ступенчатые трансмиссии. В механических ступен­чатых трансмиссиях передаваемый от двигателя к ведущим коле­сам крутящий момент изменяется ступенчато в соответствии с передаточным числом трансмиссии, которое равно произведению передаточных чисел шестеренных (зубчатых) механизмов транс­миссии. Передаточным числом шестеренного механизма называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев веду­щей шестерни.

На автомобиле с колесной формулой 4x2, передним располо­жением двигателя и задними ведущими колесами (рис. 3, а) в трансмиссию входят сцепление 2, коробка передач 3, карданная передача 4, главная передача 6, дифференциал 7 и полуоси 8. Кру­тящий момент от двигателя 1 через сцепление 2 передается к коробке передач 3, где изменяется в соответствии с включенной передачей. От коробки передач крутящий момент через кардан­ную передачу 4 подводится к главной передаче 6 ведущего моста 5, в которой увеличивается, и далее через дифференциал 7 и полу­оси 8 — к задним ведущим колесам.

Для легковых автомобилей такое взаимное расположение дви­гателя и механизмов трансмиссии обеспечивает равномерное рас­пределение нагрузки между передними и задними колесами и возможность размещения сидений между ними в зоне меньших колебаний кузова. Недостатком является необходимость примене­ния сравнительно длинной карданной передачи с промежуточ­ной опорой.

Механические трансмиссии легковых автомобилей с колесной формулой 4x2 могут также иметь расположение двигателя, сцеп­ления и коробки передач у ведущего моста: задние ведущие коле­са и двигатель 1 сзади (рис. 3, б) или передние ведущие колеса и двигатель 1 спереди (рис. 3, в). Такие трансмиссии не имеют карданной передачи между коробкой передач и ведущим мостом и включают в себя сцепление 2, коробку передач 3, главную пе­редачу и дифференциал и привод ведущих колес, который осу­ществляется не полуосями, а карданными передачами. При этом в приводе к ведущим управляемым колесам применяются кардан­ные шарниры .9 равных угловых скоростей. Эти трансмиссии про­сты по конструкции, компактны, имеют небольшую массу и эко­номичны.

Заднее расположение двигателя и трансмиссии (см. рис.3, б) обеспечивает лучшие обзорность и размещение сидений в кузове между мостами автомобиля, изоляцию салона от шума двигателя и отработавших газов. Однако ухудшаются управляемость, устой­чивость автомобиля и безопасность водителя и переднего пасса­жира при наездах и столкновениях.

Переднее расположение двигателя и трансмиссии (см. рис.3, в) улучшает управляемость и устойчивость автомобиля, но при дви­жении на скользких подъемах дороги возможно пробуксовывание ведущих колес вследствие уменьшения на них нагрузки.

Механическая трансмиссия автомобиля с колесной формулой 4x4 с передним расположением двигателя 1 (рис. 3, г) кроме сцепления 2, коробки передач 3, карданной передачи 4 и заднего ведущего моста 5 дополнительно включает в себя передний веду­щий управляемый мост и раздаточную коробку 10, соединенную с этим мостом и коробкой передач 3 карданными передачами. Крутящий момент от раздаточной коробки подводится к передне­му и заднему ведущим мостам. В раздаточной коробке имеется устройство для включения привода переднего ведущего моста или межосевой дифференциал, распределяющий крутящий момент между ведущими мостами автомобиля.

Передний ведущий мост имеет главную передачу, дифферен­циал и привод колес в виде карданных передач с шарнирами 9 равных угловых скоростей, обеспечивающих подведение крутя­щего момента к передним ведущим управляемым колесам.

У автомобилей с колесной формулой 6x4 (рис.3, д) крутя­щий момент к среднему (промежуточному) и заднему ведущим мостам может подводиться одним общим валом. В этом случае глав­ная передача среднего моста имеет проходной ведущий вал.

У автомобиля с колесной формулой 6x6 (рис.3, е) крутя­щий момент к среднему и заднему ведущим мостам может подво­диться и раздельно — двумя валами. В раздаточной коробке этих автомобилей имеется специальное устройство для включения при­вода переднего моста или межосевой дифференциал 11, распре­деляющий крутящий момент между ведущими мостами.

Автомобили с колесной формулой 8x8 обычно имеют потеле-жечное расположение ведущих мостов, при котором сближены ведущие мосты — первый со вторым и третий с четвертым. При этом первые два моста являются и управляемыми.

При установке двух двигателей 1 (рис.3, ж) трансмиссия таких автомобилей имеет два сцепления 2, две коробки передач 3 и две раздаточные коробки 10с межосевыми дифференциалами 11. При этом автомобиль может двигаться при одном работающем двигателе.

По сравнению с другими типами трансмиссий механические трансмиссии проще по конструкции, имеют меньшую массу, бо­лее экономичны, надежнее в работе и имеют высокий КПД, рав­ный 0,8...0,95. Недостатком их является разрыв потока мощности при переключении передач, что снижает тягово-скоростные свой­ства и ухудшает проходимость автомобиля. Кроме того, правиль­ность выбора передачи и момента переключения передач зависит от квалификации водителя, а частые переключения передач в ус­ловиях города приводят к сильной утомляемости водителя. Меха­нические трансмиссии также не обеспечивают полного использо­вания мощности двигателя и простоты управления автомобилем.

Гидрообъемная трансмиссия. Этот вид трансмиссии представ­ляет собой бесступенчатую передачу автомобиля.

В гидрообъемной трансмиссии (верхняя половина рис. 4.) дви­гатель 1 внутреннего сгорания приводит в действие гидронасос 2, соединенный трубопроводами с гидромоторами 3, валы которых связаны с ведущими колесами автомобиля. При работе двигателя гидродинамический напор жидкости, создаваемый гидронасосом в гидромоторах ведущих колес, преобразуется в механическую ра­боту. Ведущие колеса с гидромоторами, установленными в них, называются гидромотор-колесами.

Рабочее давление в системе в зависимости от конструкции гид­роагрегатов составляет 10...50 МПа.

На рис. 5 представлена простейшая схема устройства и работы гидрообъемной передачи, в которой используется гидростатичес­кий напор жидкости. При вращении коленчатого вала двигателя через кривошип 2 и шатун 3 производится перемещение поршня 4 гидронасоса. Жидкость из гидронасоса через трубопровод 9 подает­ся в цилиндр гидродвигателя, поршень 8 которого перемещает че­рез шатун 7 кривошип 5 и приводит во вращение ведущее колесо 6.

В действительности гидрообъемные передачи, применяемые на автомобилях, гораздо сложнее, чем передача, представленная на рис.5. Так, они включают в себя роторные гидронасосы плун­жерного типа, колесные гидродвигатели, магистрали высокого и низкого давления, редукционные клапаны, охладитель, дренаж­ную и подпитывающую системы (резервуар, фильтр, охладитель, насос, редукционный и предохранительный клапаны).

Преимуществом гидрообъемной трансмиссии является бессту­пенчатое автоматическое изменение ее передаточного числа и передаваемого крутящего момента, что обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, облегчает и упрощает управление ав­томобилем и снижает утомляемость водителя и, следовательно, повышает безопасность движения. Она также повышает проходи­мость автомобиля в результате непрерывного потока мощности и плавного изменения крутящего момента.

По сравнению с механической гидрообъемная трансмиссия имеет большие габаритные размеры и массу, меньшие КПД, дол­говечность и более высокую стоимость. Она сложна в изготовле­нии и требует надежных уплотнений.

Электрическая трансмиссия. Это бесступенчатая передача, в которой крутящий момент изменяется плав­но, без участия водителя, в зави­симости от сопротивления дороги и частоты вращения коленчатого вала двигателя.

В электрической трансмиссии (см. рис 4) двигатель 1 внутрен­него сгорания приводит в действие генератор 5. Ток от генератора по­ступает к электродвигателям 4 ве­дущих колес автомобиля. Ведущее колесо (рис. 6) с установленным внутри электродвигателем 1 назы­вается электромотор-колесом. Кру­тящий момент от электродвигателя к колесу передается через колесный редуктор 2. При применении быст­роходных электродвигателей в ве­дущих колесах используются пони­жающие зубчатые передачи.

Преимуществом электрических трансмиссий является бесступенчатое автоматическое изменение ее передаточного числа. Это обеспечивает плавное трогание авто­мобиля с места, упрощает и облегчает управление автомобилем и снижает утомляемость водителя. В результате повышается безопас­ность движения. Кроме того, повышается проходимость автомо­биля вследствие непрерывного потока мощности и плавного из­менения крутящего момента. Повышается также долговечность двигателя из-за уменьшения динамических нагрузок и отсутствия жесткой связи между двигателем и ведущими колесами. Однако у электрических трансмиссий КПД не превышает 0,75, что ухудша­ет тягово-скоростные свойства автомобиля. Кроме того, расход топлива по сравнению с механическими трансмиссиями повыша­ется на 10... 20 %. Электрические трансмиссии также имеют боль­шую массу и высокую стоимость.

Гидромеханическая трансмиссия. Это комбинированная транс­миссия, которая состоит из механизмов механической и гидрав­лической трансмиссий. В гидромеханической трансмиссии пере­даточное число и крутящий момент изменяются ступенчато и плавно.

В гидромеханическую трансмиссию (рис. 7) входят гидроме­ханическая коробка передач 2, включающая гидротрансформатор и механическую коробку передач, карданная передача 3, главная передача 4, дифференциал 5 и полуоси 6.

Гидротрансформатор устанавливают вместо сцепления, и в нем передача крутящего момента от двигателя 1 к трансмиссии проис­ходит за счет гидродинамического (скоростного) напора жидкости. Гидротрансформатор плавно автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки. При этом крутящий момент от гидротрансформатора передается к механической коробке передач, в которой передачи включаются с помощью фрикционных меха­низмов. Применение гидротрансформатора обеспечивает плавное трогание автомобиля с места, уменьшает число переключений передач, что снижает утомляемость водителя, улучшает проходи­мость автомобиля, почти в 2 раза повышается долговечность двига­теля и механизмов трансмиссии вследствие уменьшения в транс­миссии динамических нагрузок и крутильных колебаний. Снижает­ся также вероятность остановки двигателя при резком увеличении нагрузки.

Недостатками гидромеханической трансмиссии являются бо­лее низкий КПД, что ухудшает тягово-скоростные свойства и топ­ливную экономичность автомобиля, более сложная конструкция и большая масса, а также высокая стоимость в производстве, ко­торая составляет около 10% стоимости автомобиля.

Электромеханическая трансмиссия. Это комбинированная транс­миссия, которая состоит из элементов механической и электри­ческой трансмиссий.

На рис.8 приведена схема электромеханической трансмиссии автобуса большой вместимости. Двигатель 4 внутреннего сгорания расположен в задней части автобуса и приводит в действие генера­тор 5. Ток, вырабатываемый генератором, подводится к электро­двигателю 1. Крутящий момент от электродвигателя через карданную передачу 2 подводится к ведущему мосту 3 и далее через главную передачу, дифференциал и полуоси — к ведущим колесам автобуса. Сцепление и коробка передач в трансмиссии отсутству­ют, так как при возрастании сопротивления дороги уменьшается частота вращения электродвигателя и автоматически увеличивает­ся крутящий момент, подводимый к ведущим колесам автобуса.

Режим работы двигателя в различных дорожных условиях зави­сит только от подачи топлива, которая осуществляется педалью. Отсутствие педали сцепления и рычагов переключения коробки передач существенно облегчает работу водителя автобуса, кото­рый в условиях города работает с частыми остановками. Кроме того, электромеханическая трансмиссия повышает проходимость и безопасность движения.

Недостатком электромеханической транс­миссии по сравнению с механической является меньший КПД, не превышающий 0,85, что ухудшает тягово-скоростные свойства и топливную экономичность (расход топлива увеличивается на 15...20 %). Передача также имеет большие габаритные размеры и массу.

Трансмиссии автопоездов. Автопоезда, состоящие из автомо­биля-тягача и прицепов или полуприцепов, могут иметь различ­ного типа трансмиссии в зависимости от назначения автопоезда. Так, на автопоездах, предназначенных для работы на дорогах с твердым покрытием, трансмиссию имеет только автомобиль-тя­гач. На автопоездах, рассчитанных на работу в условиях бездоро­жья, для повышения их проходимости прицепы и полуприцепы обычно оборудуются ведущими мостами. Мощность и крутящий момент к этим мостам могут подводиться от двигателя автомоби­ля-тягача через механическую, гидравлическую или электрическую передачи.

Для привода дополнительного оборудования автопоезда (ле­бедки, насоса подъема грузового кузова и др.) в трансмиссии имеется коробка отбора мощности, которая присоединяется к коробке передач.

Контрольные вопросы

1. Каково назначение трансмиссии?

2. Почему происходит движение автомобиля при подводе трансмис­сией к ведущим колесам мощности и крутящего момента от двигателя?

3. Что характеризует колесная формула автомобиля?

4. Каковы основные механизмы механических трансмиссий автомо­билей с различными колесными формулами?

5. Какие эксплуатационные свойства автомобиля зависят от транс­миссии и ее технического состояния?

Лекция 24. Назначение и типы сцеплении

1. Назначение и типы

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 троганий автомобиля с места.

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

На автомобилях применяются различные типы сцеплений (рис.1).

Все указанные сцепления, кроме центробежных, являются постоянно замкнутыми, т.е. постоянно включенными и выключа­емыми водителем при переключении передач, торможении и ос­тановке автомобиля.

На автомобилях наибольшее применение получили фрикцион­ные сцепления. 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 автомобилях большой грузоподъемности.

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

Электромагнитные сцепления имели некоторое применение на автомобилях, но широкого распространения не получили в связи со сложностью их конструкции.

Фрикционные однодисковые сцепления. Фрикционным сцепле­нием называется дисковая муфта, в которой крутящий момент передается за счет силы сухого трения.

Широкое распространение на современных автомобилях полу­чили однодисковые сухие сцепления.

Однодисковым сцеплением называется фрикционная муфта, в которой для передачи крутящего момента применяется один ведомый диск.

Однодисковое сцепление (рис. 2, а) состоит из ведущих и ведомых деталей, а также деталей включения и выключения сцеп­ления. Ведущими деталями являются маховик 3 двигателя, кожух 1 и нажимной диск 2, ведомыми — ведомый диск 4, деталями вклю­чения — пружины 6, деталями выключения — рычаги 12 и муфта с подшипником 7. Кожух 1 прикреплен болтами к маховику. Нажим­ной диск 2 соединен с кожухом упругими пластинами 5. Это обес­печивает передачу крутящего момента от кожуха на нажимной диск и перемещение нажимного диска в осевом направлении при вклю­чении и выключении сцепления. Ведомый диск 4 установлен на шлицах первичного (ведущего) вала 9 коробки передач.

Сцепление имеет привод, в который входят педаль 8, тяга 10, вилка 11 и муфта с выжимным подшипником 7. При отпущенной педали 8 сцепление включено, так как ведомый диск 4 прижат к маховику 3 нажимным диском 2 усилием пружин 6. Сцепление передает крутящий момент от ведущих деталей к ведомым через поверхности трения ведомого диска с маховиком и нажимным дис­ком. При нажатии на педаль 8 (рис.10, б) сцепление выключает­ся, так как муфта с выжимным подшипником 7 перемещается к маховику, поворачивает рычаги 12, которые отодвигают нажим­ной диск 2 от ведомого диска 4. 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 количество пружин). Кроме того, по­ломка одной из пружин в эксплуатации может быть не замечена, что приведет к повышенному изнашиванию сцепления.

Сцепление с одной центральной пружиной проще по конст­рукции и надежнее в эксплуатации. При центральной диафраг­менной пружине сцепление имеет меньшую массу и габаритные размеры, а также меньшее количество 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 габаритных размерах сцепления.

Преимущество сцепления с центральной конической пружи­ной состоит в том, 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 неболь­шом усилии пружины. Такие сцепления применяются на грузовых . автомобилях большой грузоподъемности.

Приводы фрикционных сцеплений могут быть механически­ми, гидравлическими и электромагнитными. Наибольшее применение на автомобилях получили механические и гидравлические приводы.

Механические приводы просты по конструкции и надежны в работе. Однако они имеют меньший КПД, чем гидравлические приводы сцеплений.

Гидравлические приводы, имея больший КПД, обеспечивают более плавное включение сцепления и уменьшают усилие, необ­ходимое для выключения сцепления. Но гидравлические приводы сложнее по конструкции, менее надежны в работе, более дорого­стоящи и требуют больших затрат при обслуживании.

Для облегчения управления сцеплением в приводах часто при­меняют механические усилители (в виде сервопружин), пневма­тические и вакуумные. Так, сервопружины уменьшают максималь­ное усилие выключения сцепления на 20...40 %.

Лекция 25. 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?