Работа сцепления
Вид в разрезе однодискового сухого сцепления
A Сцепление выключено B Сцепление включено 1 Маховик 2 Ведомый диск сцепления 3 Нажимной диск 4 Тарельчатая пружина 5 Первичный вал коробки передач 6 Корзина сцепления 7 Коленвал
Сцепление передает крутящий момент с двигателя на коробку передач. Когда нажимается педаль сцепления, передача энергии с двигателя на коробку передач отключается.
Если педаль сцепления не нажата, сцепление включено. При нажатии педали сцепления сцепление выключается.
У сухого сцепления, большей частью, имеется только один диск, накладки которого специально рассчитаны на сухое трение с более высоким коэффициентом трения. Передаваемый крутящий момент также зависит от размера и количества поверхностей трения и силы прижима.
Маховик и нажимной диск фиксировано соединены с коленчатым валом и передают крутящий момент с помощью фрикционных накладок диска сцепления на входной вал коробки передач. Диск сцепления зажат между маховиком и нажимным диском. Усилие с пружины диафрагмы обеспечивает необходимое усилие прижима.
Кожух сцепления, нажимной диск и диафрагменная пружина также называют нажимным диском сцепления.
Максимальный износ диска сцепления в точке нажатия при включении сцепления. Если нажимной диск отходит от маховика, трение с диском сцепления отсутствует, и сцепление выключается.
Наиболее частым повреждением сцепления является слишком малое трение (скольжение) между диском сцепления и нажимным диском или маховиком. Это может быть связано с утечкой масла, износом фрикционных накладок или ослабшей диафрагменной пружиной.
Передача крутящего момента
Передача крутящего момента в однодисковом сухом сцеплении
M Передача крутящего момента на колеса 1 Коленвал 2 Маховик 3 Корзина сцепления 4 Тарельчатая пружина 5 Нажимной диск 6 Диск сцепления с фрикционными накладками 7 Первичный вал коробки передач
Передача крутящего момента в однодисковом сухом сцеплении показана на схеме выше:
- Коленвал
- Маховик
- Корзина сцепления
- Тарельчатая пружина
- Нажимной диск
- Ведомый диск сцепления
- Первичный вал коробки передач
Компоненты сцепления
1 Маховик 2 Ведомый диск сцепления 3 Кожух сцепления в сборе A Плоскость сечения A
Саморегулирующееся сцепление
Конструкция и принцип работы саморегулирующегося сцепления
A Поперечное сечение саморегулирующегося сцепления B Схема усилий диафрагменной пружины a Равновесие сил b Рабочая сила сцепления выше, чем усилие сенсорной диафрагменной пружины c Равновесие сил после поворота наружу 1 Пружина сжатия 2 Кольцо рампы 3 Картер сцепления 4 Сенсорная диафрагменная пружина 5 Ведомый диск сцепления 6 Тарельчатая пружина 7 Шпильки 8 Усилие сенсорной диафрагменной пружины 9 Рабочая сила 10 Увеличенная рабочая сила вследствие износа
Часть «А» рисунка представляет собой поперечное сечение, проходящее через саморегулирующееся сцепление.
Существенное отличие от обычного сцепления заключается в том, что диафрагменная пружина не приклепана к картеру сцепления, а ее поддерживает сенсорная диафрагменная пружина.
Диафрагменная пружина имеет плавающую фиксацию на пальцах. Для наглядности кольцо рампы и пружина сжатия представлены на рисунке «А» вертикально. Кольцо рампы и пружина сжатия фактически установлены в направлении вращения двигателя.
Как только рабочая сила станет меньше или равна силе сенсорной диафрагменной пружины, пружина остается в своем начальном положении (рисунок «В», схема «а»). При наружном повороте хвостовики диафрагменной пружины задействуются вследствие износа, приходится прилагать большее рабочее усилие.
Рабочая сила и усилие сенсорной диафрагменной пружины больше не уравновешивают друг друга. Диафрагменная пружины толкает сенсорную диафрагменную пружину назад (рисунок «В», схема «b»). Между диафрагменной пружиной и кольцом рампы образуется зазор.
Нажимной диск смещает кольцо рампы, чтобы устранить зазор. Диафрагменная пружина и сенсорная диафрагменная пружина занимают новое положение на пальцах. Хвостовики диафрагменной пружины перемещаются из положения наружу в исходное положение (рисунок «В», схема «с»).
Конструкция кольца рампы
1 Пружины сжатия 2 Кольцо рампы 3 Крепление 4 Картер сцепления
На рисунке показана схема кольца рампы.
Пружины сжатия поворачивают кольцо рампы против часовой стрелки. В целях наглядности кольцо рампы показано приподнятым из обычного положения.
Диск сцепления
Компоненты диска сцепления
1 Фрикционная накладка 2 Заклепка 3 Ступица с несколькими шлицами 4 Торсионная пружина 5 Фланец
Назначение диска сцепления
Диск сцепления обеспечивает плавное включение сцепления, компенсирует зазоры между поверхностями нажимного диска и маховика и уменьшает вибрацию в коробке передач.
Износ и выработка тепла
Износ можно компенсировать с помощью механизма автоматической регулировки.
Перегрев поверхности диска сцепления ведет к его полировке. На поверхности фрикционных накладок могут образовываться трещины, накладки также полируются. Такое происходит нередко для отдельных сегментов поверхности фрикционных накладок. Коэффициент трения и, соответственно, передаваемый крутящий момент при данной нагрузке на зажим вследствие полировки уменьшаются.
Это повреждение не устраняется при нормальном износе.
Если фрикционная накладка приклеена к несущей пластине, при перегреве клей может размягчиться, и фрикционная накладка сместится или отсоединится. В этом случае сцепление не обеспечивает требуемое трение.
На мокром сцеплении в результате постоянной высокой температуры может измениться химический состав охлаждающей жидкости. Если в качестве охлаждающей жидкости используется масло, это может привести к увеличению окисления или к разрушению молекул масла. Разрушение означает, что структура цепочки молекул масла изменяется по сравнению с исходной структурой. Изменение в цепочке молекул масла оказывает вредное воздействие на работу сцепления.
Чрезмерный нагрев может происходить в случае локального выделения тепла между фрикционной накладкой и нажимным диском и, соответственно, локальной концентрации тепла. Тепловые пики, создаваемые при этом, являются результатом неравномерного накопления материала на фрикционной накладке и нажимном диске.
Назначение диска сцепления
Внутри диск сцепления прочно соединен посредством зубчатого зацепления из нескольких шестерен с первичным валом коробки передач и может смещаться в осевом направлении.
Шлицы позволяют диску сцепления отсоединиться от маховика после подъема нажимного диска. Если смещение больше не обеспечивается, например, из-за ржавчины, или если у диска сцепления слишком большое биение, полного разъединения сцепления не происходит. Крутящий момент по-прежнему передается с двигателя на коробку передач. При этом нагрузка на узел синхронизаторов увеличивается. Это может привести к проблемам и шуму при переключении передач.
При включении сцепления диск сцепления зажимается между нажимным диском и маховиком. Если двухмассовый маховик установлен, расположенные по касательной спиральные пружины, допускающие ограниченное радиальное скручивание, в промежуточных положениях обеспечивают гашение шумов от коробки передач и другой вибрации.
Кожух в сборе
1 Нажимной диск 2 Тарельчатая пружина 3 Корзина сцепления
Роль кожуха в сборе
Кожух в сборе включает нажимной диск, диафрагменную пружину и кожух сцепления. Необходимо убедиться, что прилагается достаточное усилие прижима. Кроме того, кожух в сборе передает крутящий момент с маховика на нажимной диск, а затем на диск сцепления.
Назначение кожуха в сборе
При полном нажатии на педаль сцепления усилие диафрагменной пружины больше не увеличивается, если точка нажатия пройдена. Это позволяет избежать чрезмерных осевых нагрузок, необходимых для синхронизации коробки передач.
Тарельчатая пружина
1 Подшипник выключения сцепления 2 Хвостовики диафрагменной пружины
Роль диафрагменной пружины
Диафрагменная пружина действует в качестве передающего элемента между кожухом сцепления и нажимным диском.
Назначение диафрагменной пружины
Диск из пружинной стали с несколькими шлицами и немного конусообразной формой в направлении середины соединяет кожух сцепления с нажимным диском. В результате предварительной нагрузки на диск из пружинной стали при включении сцепления нажимной диск прижимается к диску сцепления. Чтобы выключить сцепление, подшипник выключения прижимается к хвостовику диафрагменной пружины нажимного диска и выталкивает нажимной диск назад, отсоединяя диск сцепления от маховика.
Такая конструкция связана со значительным усилием прижима в точке нажатия. Если педаль сцепления нажата еще сильнее, усилие прижима уменьшается за счет диафрагменной пружины, а не за счет спиральной пружины.