Устройство сцепления автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru//

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт нефти и газа

Кафедра авиационных горюче-смазочных материалов

ОТЧЕТ О ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ № 2

«Устройство сцепления автомобиля»

Студент НГ16-03, 081620441

Н. О. Колюпанова

Красноярск 2019

Введение

Сцепление предназначено для кратковременного разобщения коленчатого вала двигателя от трансмиссии и последующего их плавного соединения, необходимого при трогании автомобиля с места и после переключения передач во время движения.

1. Назначение и основные типы сцеплений

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

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

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

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

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

Наибольшее применение на автомобилях получили фрикционные сцепления _ однодисковые и двухдисковые. Однодисковые сцепления применяются на легковых автомобилях, автобусах и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности, а иногда и большой грузоподъемности. Двухдисковые сцепления устанавливают на грузовых автомобилях большой грузоподъемности и автобусах большой вместимости. Многодисковые сцепления используются очень редко _ только на грузовых автомобилях большой грузоподъемности.

Гидравлические сцепления, или гидромуфты, в качестве отдельного механизма трансмиссии на современных автомобилях не применяются. Ранее они использовались совместно с последовательно установленным фрикционным сцеплением. Электромагнитные сцепления широкого распространения не получили в связи со сложностью их конструкции.

2. Фрикционное сцепление

Фрикционное сцепление показано на рисунке 1. К ведущей части относят маховик 3 двигателя, кожух 1 и нажимной диск 2, к ведомой -- ведомый диск 4. Нажимной диск 2 соединен с кожухом упругими пластинами 5 или какой-то другой подвижной связью. Это обеспечивает передачу 4 крутящего момента от кожуха на нажимной диск и перемещение нажимного диска 2 в осевом направлении при включении и выключении сцепления. Кроме того, во фрикционном сцеплении выделяют группу деталей, осуществляющих включение - выключение и привод сцепления.

Рисунок 1 - Схема фрикционного сцепления

Включение сцепления происходит под действием силы, создаваемой пружинами 6, а выключение - в результате преодоления этой силы при повороте рычагов 7 (обычно их три или четыре) относительно точек их крепления к кожуху. Рычаги 7 вращаются вместе с кожухом, поэтому для передачи на них воздействия от не вращающихся деталей используется муфта выключения с выжимным подшипником 8. Муфта перемещается вилкой 9. К приводу сцепления относят педаль 10, тягу 12, пружину, вилку 9.

Если педаль 10 отпущена, то сцепление включено, так как ведомый диск 4 зажат между маховиком 3 и нажимным диском 2 усилием пружин 6. Крутящий момент передается от ведущей части на ведомую через поверхности соприкосновения ведомого диска с маховиком и нажимным диском. При нажатии на педаль 10 сцепление выключается, так как муфта выключения с подшипником 8, перемещаясь вдоль оси по направлению к маховику, поворачивает рычаги 7 и они отодвигают нажимной диск 2 от ведомого диска 4.

3. Гидравлическое сцепление (гидромуфта)

Гидравлическое сцепление (гидромуфта) имеет ведущую и ведомую части. Ведущая часть состоит из насосного колеса 3 (рис. 3, а) и крышки 2, которые образуют резервуар, заполненный рабочей жидкостью --маслом малой вязкости. Ведомой частью является турбинное колесо 1. Насосное и турбинное колеса имеют лопасти 4, которые установлены между наружным 5 и внутренним 6 торами и образуют совместно с ними межлопастные каналы для рабочей жидкости. Лопасти гидромуфт обычно выполняют плоскими радиальными. Турбинное колесо расположено предельно близко к насосному колесу.

Рисунок 2 - Гидравлическая схема сцепления

Если двигатель работает, то насосное колесо вращается. Его лопасти, оказывая силовое воздействие на жидкость, находящуюся в межлопастных каналах, отбрасывают ее к периферии. Жидкость, выходя из межлопастных каналов насосного колеса, попадает в межлопастные каналы турбинного колеса. Пройдя их, она вновь попадает в межлопастные каналы насосного колеса. Образуется замкнутый кольцевой поток жидкости, движущийся по межлопастным каналам с большой скоростью и одновременно вращающийся вместе с насосным (или турбинным) колесом. Жидкость, получив энергию от лопастей насосного колеса, переносит ее к турбинному колесу и, оказывая силовое воздействие на его лопасти, передает этому колесу крутящий момент. Чем быстрее вращается насосное колесо, тем больший крутящий момент может передать гидромуфта.

При вращении лопастных колес для полного выключения гидромуфты необходимо удалить из нее жидкость, а для включения заполнить жидкостью. Для этого нужны клапаны 7 опорожнения, бак 11, насос 10 питания с предохранительным клапаном 9, клапаны 7 заполнения, а иногда радиатор 8 для охлаждения жидкости. Время включения и выключения такой гидромуфты велико.

В трансмиссии автомобилей гидромуфты применяют в качестве устройств, повышающих плавность трогания автомобиля с места, долговечность трансмиссии и двигателя и т. п. Их устанавливают совместно с фрикционным сцеплением, что позволяет не применять устройств для наполнения и опорожнения.

При неподвижном автомобиле и включенной передаче двигатель не останавливается, если в трансмиссии применена гидромуфта. В этом случае насосное колесо вращается, а турбинное неподвижно. При нажатии на педаль подачи топлива возрастает частота вращения насосного колеса, а следовательно. и турбинного, плавно увеличивается передаваемый гидромуфтой крутящий момент. Автомобиль плавно трогается с места.

Частота вращения турбинного колеса может стать больше, чем насосного, например, при движении под уклон. Тогда направление движения жидкости по кругу циркуляции меняется на обратное. Крутящий момент передается от турбинного колеса к насосному, и тем самым достигается торможение двигателем.

4. Электромагнитное порошковое сцепление

Электромагнитное порошковое сцепление имеет три основные части: неподвижный корпус 14 (рис. 3) с обмоткой возбуждения 15, закрепленный в картере сцепления, ведущую часть 13, соединенную с коленчатым валом двигателя, и ведомую часть 16, передающую крутящий момент на ведущий вал коробки передач.

При прохождении электрического тока по обмотке возбуждения вокруг нее возникает замкнутый кольцевой магнитный поток (показан стрелками), который проходит через зазоры А, Б и В. Силовое взаимодействие деталей через магнитный поток, пересекающий зазоры, ничтожно мало, но оно возрастает во много раз, если их заполнить специальным железным порошком. Этим порошком заполнен зазор А между ведущей и ведомой частями сцепления. При прохождении магнитного потока через порошок его частицы концентрируются вдоль магнитных силовых линий, образуя «жесткие нити», соединяющие ведущую и ведомую части. При выключении электромагнита порошок вновь приобретает подвижность и сцепление выключается.

Рисунок 3 - Электромагнитная схема сцепления

5. Автоматические и полуавтоматические

Автоматические и полуавтоматические сцепления обеспечивают автоматическое управление процессами выключения и включения. Сигнал на выключение и включение подается в полуавтоматических сцеплениях водителем при перемещении рычага переключения передач или нажатием на специальную кнопку. В автоматических сцеплениях сигнал поступает от системы автоматического управления сцеплением.

6. Конструкция сцеплений

Однодисковые фрикционные сцепления широко распространены на отечественных автомобилях. К маховику двигателя при помощи болтов присоединен стальной штампованный кожух сцепления. Чугунный нажимной диск соединен с кожухом четырьмя парами пружинных пластин, передающих окружное усилие с кожуха на нажимной диск. Между кожухом и нажимным диском установлены пружины. Каждая пружина центрируется выступами, выполненными на нажимном диске и кожухе. Между пружинами и нажимным диском размещены теплоизолирующие шайбы.

Четыре рычага 9 выключения сцепления при помощи осей с игольчатыми подшипниками соединены с нажимным диском и вилками. Опорами вилок на кожухе служат сферические гайки, позволяющие вилкам совершать качательное движение при перемещении нажимного диска. При сборке сцепления этими гайками регулируют положение рычагов выключения.

Муфта выключения сцепления снабжена упорным подшипником, который имеет постоянный запас смазочного материала, не пополняемый в процессе эксплуатации. Вилка поворачивается в картере на втулках.

Рисунок 4 - Сцепление двухдисковое

Двухдисковое сухое сцепление. Двухдисковым называется сцепление, в котором для передачи крутящего момента применяются два ведомых диска.

Двухдисковое сцепление при сравнительно небольших размерах позволяет передавать значительный крутящий момент. Поэтому двухдисковые сцепления применяются на грузовых автомобилях большой грузоподъемности и автобусах большой вместимости.

В двухдисковом сцеплении ведущими деталями являются маховик 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 нажимным 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 сложнее по конструкции, чем однодисковые сцепления, и имеют большую массу.

Многодисковое сухое сцепление. Многодисковым называется сцепление, в котором для передачи крутящего момента применяется несколько ведомых дисков.

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

Принципиальная схема многодискового фрикционного сцепления показана на рис. 5. Ведущими деталями многодискового сцепления являются маховик 1 двигателя, ведущий барабан 2 и ведущие диски 3, ведомыми _ ведомый барабан 4 и ведомые диски 5, деталями включения _ центральная цилиндрическая пружина 10, деталями выключения _ муфта выключения с выжимным подшипником 8. Крышка 6, опорная тарелка 11 и соединительные болты 7 выполняют функции деталей включения и выключения сцепления.

Рисунок 5 - Многодисковое сцепление

Ведущий барабан 2 соединен с маховиком 1 двигателя, а ведомый барабан 4 связан с ведущим валом 9 коробки передач. Ведущие 3 и ведомые 5 диски поочередно установлены между барабанами сцепления. Они прижимаются один к другому, а также к фланцу ведомого барабана при помощи крышки 6 центральной цилиндрической пружиной 10. Нажимная пружина размещена внутри ведомого барабана между его днищем и опорной тарелкой 11. В тарелку ввернуты болты 7, которые соединяют ее с крышкой 6. Болты проходят сквозь отверстия, выполненные специально для них в днище ведомого барабана 4 и крышке 6. Это обеспечивает давление пружины 10 на крышку 6 и сжатие ведущих и ведомых дисков сцепления. Ведущие и ведомые диски соединены со своими барабанами таким образом, что они могут перемещаться в осевом направлении, но вращаться с барабанами только как одно целое.

При включенном сцеплении крутящий момент двигателя от маховика передается к ведущему валу 9 коробки передач последовательно через ведущий барабан 2, ведущие диски 3, ведомые диски 5 и ведомый барабан 4. При выключении сцепления муфта выключения с подшипником перемещается в сторону от маховика 1, подшипник воздействует на крышку 6 и перемещает ее также от маховика. При этом усилие от крышки через болты 7 передается на опорную тарелку 11 и пружина 10 сжимается. В результате сжатие ведущих и ведомых дисков сцепления прекращается, и они отходят друг от друга. Сцепление выключается, и крутящий момент не передается. При включении сцепления отпускается педаль управления, пружина 10 перемещает тарелку 11 к маховику и через болты 7 и крышку 6 сжимает ведущие и ведомые диски. Сцепление включается и передает крутящий момент от двигателя на трансмиссию.

Привод сцепления предназначен для обеспечения выключения сцепления, а именно отжимания диафрагменной пружины. На современных автомобилях применяются приводы сцепления следующих видов: механический, гидравлический и электрогидравлический.

Наибольшее применение в автомобиле нашли механический и гидравлический приводы сцепления. Электрогидравлический привод используется для автоматизации управления сцеплением в роботизированной коробке передач.

Механический привод используется в качестве привода сцепления небольших легковых автомобилей. Данный вид привода отличает простота конструкции и невысокая стоимость.

Рисунок 5 - Схема механического привода сцепления

сцепление турбинный колесо

Механический привод сцепления объединяет педаль сцепления, приводной трос и рычажную передачу. На тросе располагается механизм регулирования свободного хода педали сцепления.

Основным конструктивным элементом механического привода сцепления является трос, который соединяет педаль сцепления с вилкой выключения. Трос заключен в оболочку. При нажатии на педаль сцепления усилие через трос передается на рычажную передачу, которая в свою очередь перемещает вилку сцепления и обеспечивает выключение сцепления.

В системе предусмотрен механизм регулирования свободного хода педали сцепления, включающий регулировочную гайку на конце троса. Необходимость регулировки обусловлена постепенным изменением положения педали сцепления вследствие износа фрикционных накладок.

Гидравлический привод сцепления по конструкции аналогичен гидравлическому приводу тормозной системы. В нем используется свойство несжимаемости жидкости. В качестве рабочей жидкости применяется тормозная жидкость.

Рисунок 6 - Схема гидравлического привода сцепления

Гидравлический привод сцепления имеет более сложную конструкцию. Помимо педали привод включает главный и рабочий цилиндры, бачок рабочей жидкости и соединительные трубопроводы. Конструктивно главный и рабочий цилиндры состоят из поршня с толкателем, размещенных в корпусе. При нажатии на педаль сцепления толкатель перемещает поршень главного цилиндра, происходит отсечка рабочей жидкости от бачка. При дальнейшем движении поршня рабочая жидкость по трубопроводу поступает в рабочий цилиндр. Под воздействием жидкости происходит движение поршня с толкателем. Толкатель воздействует на вилку сцепления и обеспечивает выключение сцепления.

Для удаления воздуха из системы гидропривода сцепления (прокачки системы) на главном и рабочем цилиндрах установлены специальные клапаны (штуцеры).

Для облегчения управления на некоторых моделях автомобилей используются пневматический или вакуумный усилитель привода сцепления.

7. Конструкция гасителя крутильных колебаний

Рисунок 7 - Схема гасителя крутильных колебаний

Заключение

Я изучила основные типы и конструкции сцеплений, узнала об их назначении.

Список использованных источников

1. Островцева, А. Н. Автомобиль: научно-техническое издание / А. Н. Островцева. - Москва : Машиностроение, 1976. - 216 с.

2. Гаспарянц, Г. А. Конструкция, основы теории и расчета автомобиля : учебное пособие / Г. А. Гаспарянц. - Москва : Машиностроение, 1978. - 349 с.

3. Иларионов, В. А. Теория и конструкция автомобилей : учебник / В. А. Иларионов. - Москва : Машиностроение, 1979. - 283 с.

4. Калисский, В. С. Автомобиль. Учебник водителя третьего класса: учебник / В. С. Калисский. - Москва : Транспорт, 1978. - 368 с.

Размещено на Allbest.ru