Разработка планитарной муфты сцепления с целью улучшения передаточного числа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Волгоградский государственный технический университет

Волжский политехнический институт (филиал)

Разработка планитарной муфты сцепления с целью улучшения передаточного числа

студент Мещеряков Антон Алексеевич

кандидат наук, доцент, старший преподаватель

Попов Александр Владимирович

кандидат наук, доцент, старший преподаватель

Сухов Алексей Александрович

Аннотация

В статье производится исследование и разработка гидропневматической муфты сцепления с целью улучшения передаточного числа. Муфта обеспечивает соединения трансмиссии с двигателем без трения в фрикционном механизме гашения, а также стабилизирует режим нагружения двигателя со стороны трансмиссии. Для улучшения показателей качества производится предварительная оценка параметров пневмогидроаккумулятора планетарной муфты сцепления.

Внедрение новейших достижений науки, техники и передовых технологий имеет важное значение в развитии эффективности автомобильного производства. Для предохранения трансмиссии от колебаний, возникающих в системе двигатель - трансмиссия, применяются демпфирующие устройства, характерной особенностью которых является наличие упругого элемента, обеспечивающего уменьшение собственных частот колебаний передачи в нужных пределах.

С точки зрения улучшения работы двигателя и механизмов трансмиссии представляет значительный интерес вопрос о том, на сколько пневмогидравлические упруго-демпфирующие элементы силовой передачи гасят колебания на валах трансмиссии и ограничивают их передачу на двигатель, а также - как это влияет на выполнение технологических процессов МТА. Главная задача состоит в обосновании оптимальных параметров пневмогидроаккумулятора, как упругого элемента планетарной муфты сцепления грузового транспортного средства.

Сцепление представляет собой самостоятельный механизм, к конструкции которого предъявляются специальные требования. Работа сцепления происходи следующим образом, во включенном положении, ведомые диски усилием нажимных пружин зажаты между маховиком, средним и нажимным диском. Между упорным кольцом и подшипником муфты выключения устанавливается зазор 3,2...4,0 мм. Крутящий момент передается от маховика через выступы на средний и нажимной диски. С рабочих поверхностей маховика, среднего и нажимного дисков за счет сил трения крутящий момент передается на фрикционные накладки ведомых дисков и далее через гасители крутильных колебаний на ведущий вал коробки передач. Все детали сцепления, кроме муфты выключения, вращаются как одно целое [2, c.25].

При выключении сцепления усилие от привода передается на муфту, которая перемещается вперед и после выбора зазора подшипник муфты нажимает на упорное кольцо и связанные с ним рычаги. Последние поворачиваются относительно опорной вилки, при этом наружные концы рычагов отводят нажимной диск назад. Средний диск при помощи рычажного механизма самоустанавливается между маховиком и нажимным диском. Между трущимися поверхностями сцепления образуется зазор, и передача крутящего момента с ведущих деталей к ведомым прекращается.

При включении сцепления муфта усилием своих пружин возвращается назад, нажимные пружины снова прижимают ведущие и ведомые диски к маховику, передача крутящего момента возобновляется. Поскольку все трущиеся поверхности соприкасаются между собой не мгновенно, то и нарастание крутящего момента, передаваемого через сцепление, происходит с некоторым замедлением, что обеспечивает плавность включения сцепления. Этому же способствует и плавное отпускание педали сцепления [1, c.97].

Рис. 1 Привод сцепления: 1 - педаль; 2 - нижний упор; 3 - кронштейн; 4 - верхний упор; 5 - рычаг; 6 - эксцентриковый палец; 7 - толкатель поршня; 8 -пружина; 9 - главный цилиндр; 10, 14 - трубопроводы; 11 - пневмогидравлический усилитель; 12 - пробка; 13 - перепускной клапан; 15 -защитный: цилиндр; 16 - толкатель поршня; 17 - гайка регулировочная; 18 - бачок компенсационный.

В случае перегрузки трансмиссии, ведущие диски проскальзывают относительно ведомых, что предохраняет коленчатый вал двигателя и детали трансмиссии от скручивания и поломок.

Повышение рабочих скоростей является одним из основных путей увеличения производительности. С ростом рабочих скоростей растут неравномерности сил сопротивления передвижению, что отрицательно влияет на показатели работы двигателя, ведет к значительному уменьшению коэффициента загрузки и способствует увеличению износа всех механизмов.

Исследование закономерностей изменения сил сопротивления дает представление об основных возмущающих воздействиях, испытываемых автомобилями в процессе эксплуатации, и позволяет наметить пути повышения эксплуатационных показателей.

В ряде исследований изучался характер нагрузки на ведущих колесах и коленчатом валу двигателя при работе в реальных условиях. Снятые осциллограммы показывают, что кривая изменения каждого силового параметра имеет форму, состоящую из нескольких составляющих, имеющих периодический характер и отличающихся друг от друга величинами своих периодов Т_сили частот F=l/T (Гц). Неустановившийся нагрузочный режим оказывает существенное влияние на величину коэффициента загрузки двигателя, и поэтому нагрузку двигателя невозможно довести до мощности более 75 - 80% от номинальной. Эффективная мощность двигателя при неустановившейся нагрузке уменьшается по сравнению со стационаром на 13,5% [3,c.43].

Схема новой конструкции (планетарной муфты) представлена на рис. 2. Особенностью ее конструкции является то, что ее можно устанавливать на любое транспортное средство серийного производства без каких либо конструктивных изменений.

гидропневматический муфта сцепление трансмиссия

Рис. 2- Планетарное гидропневматическое сцепление: 1-планетарная передача, 2- коронная шестерня, 3-солнечная шерстерня, 4- привод, 5- насос, 6- подвижные грузы, 7-пружина, 8- регулятор, 9-всасывающая магистраль, 10- напоная магистраль, 11-вал, 12-коробка передач, 13-планетарная передача, 14-двигатель, 15 - дроссель, 16-кран управления, 17 - гидролиния управления, 18 -19- гидрораспределитель, 20 - демпферный клапан, 21- гидробак, 22- пневмогидроаккумулятор, 23- гидроцилиндр, 24 - свободный поршень, 25- маслопровод, 26- тормоз солнечной шестерни, 27 -шкив, 28 - ступица, 29- гидроцилиндра управления, 30 - гидроцилиндра управления, 31 - тормозной цилиндр, 32 -пружины тормозного цилиндра, 33-34-35--гидролинии, 36 - тормозной элемент.

На рисунке 3 представлены виды положений гидрораспределителя в зависимости от давления:

Рис. 3 Положение гидрораспределителя в зависимости от давления:

Р₁ - давление в напорной магистрали;

Р₂ - давление в пневмогидроаккумуляторе

При уменьшении внешней нагрузки ведущий момент трансмиссии снижается и перестает соответствовать моменту сопротивления масляного насоса. В этом случае под давлением сжатого газа начинает вытесняться жидкость из пневмогидроаккумулятора 21 (P1

При скачкообразном возрастании нагрузки вступает в работу предохранительный клапан, который ограничивает давление масляного насоса, а следовательно, и ведущий момент трансмиссии, то есть на валу водила. При колебаниях внешней тяговой нагрузки в определенном диапазоне частот на определенной операции в работу вступает демпферный клапан.

При изменении операции изменится и диапазон частот. Произойдет запаздывание в срабатывании устройства, следовательно, большая часть колебаний внешней нагрузки будет передаваться на двигатель, поэтому возникает необходимость в изменении момента инерции привода устройства для снижения жесткости трансмиссии, а именно изменении момента инерции шестерни привода масляного насоса.

При выключенном распределителе насос подает масло на слив, солнечная шестерня вращается в связи с малым моментом сопротивления на ней, а водило остается неподвижным, значит, и автомобиль находится в покое.

В результате была разработана гидропневматическая муфта сцепления, обеспечивающая соединения трансмиссии с двигателем без трения в фрикционном механизме гашения, а также стабилизацию режима нагружения двигателя со стороны трансмиссии, обоснована нагружающая характеристика планетарной муфты сцепления, обеспечивающая нелинейную зависимость передаваемого момента от двигателя к движителям и позволяющая частично приспосабливаться к изменению условий нагружения. Произведена предварительная оценка параметров пневмогидроаккумулятора планетарной муфты сцепления расчетное значение (оптимальное) газового объема ПГА составило 3л; давление, стабилизирующее работу пневмогидравлической муфты сцепления, равно 9Мпа.

Список литературы

1. Есин Г.Д. Исследование влияния соединительной муфты с упруги¬ми связями на крутильные колебания силовой установки.- Волгоград: Дис. канд. техн. наук, 2004. - 125 с.

2. Кузнецов Н.Г. Планетарная муфта сцепления с пневмогидравлическим упругим элементом.- Волгоград: Дис. канд. техн. наук, 2003. - 83 с.

3. Острецов А.В.,Красавин П.А.,Воронин В.В.Автомобильные сцепления. - М.: МГТУ «МАМИ», 2011. - 99 с.

Размещено на Allbest.ru