Сцепление. Назначение сцепления

1.

2.

3. Сцепление

4. Назначение сцепления

• Сцепление предназначено для
кратковременного разъединения вала
двигателя и трансмиссии и
последующего их плавного соединения,
что обычно необходимо при трогании
автомобиля с места и после
переключения передач во время
движения.

5. Требования к сцеплению

Плавное включение
–
уменьшает динамические нагрузки в трансмиссии и улучшает плавность
движения
Полное (чистое) выключение
–
исключает "ведение" автомобиля и уменьшает опасность заглохания
двигателя при неподвижном автомобиле, а также уменьшает нагрузку на
синхронизаторы коробки передач.
Полное включение
–
исключает опасность пробуксовывания сцепления при передаче
максимального момента двигателем.
Минимальный момент инерции ведомых частей
–
уменьшает работу трения в синхронизаторах коробки передач
Эффективный отвод тепла
–
устраняет нарушение нормальной работы сцепления из-за перегрева.
Износостойкость поверхностей и стабильность коэффициента
трения при значительном повышении температуры и износе
поверхностей трения
–
обеспечивают повышение надежности и долговечности фрикционных
сцеплений.

6. Классификация сцеплений

• По характеру связи между ведущей и
ведомой частями:
– механические (фрикционные) сцепления,
сухие или работающие в масле;
– гидравлические сцепления (гидромуфты);
– электромагнитные порошковые сцепления
о сухим или жидким наполнителем;
– комбинированные (фрикционные с
гидродинамической передачей).

7. Фрикционные сцепления

8.

9. Многодисковое сцепление

10. Многодисковое сцепление

11.

12. гидравлические сцепления

ток жидкости
при n I > nO
nI
nO
MI
MO
насосное колесо
турбинное колесо

13. Вискомуфта

14. Пластины вискомуфты

15. Hump – эффект вискомуфты

16. Классификация сцеплений

• По способу управления
– неавтоматические (обычно о воздействием
водителя на педаль) с усилителем или без
него;
– автоматические (обычно с управлением от
угловой скорости вала двигателя или с
сигналом на выключение или включение от
перемещения падали подачи топлива или
рычага переключения передач )

17. Автоматические сцепления

Принцип автоматического
управления сцеплением
(Fichtel & Sachs)

18. Классификация фрикционных сцеплений

по форме деталей, имеющих поверхности трения:
– дисковые /однодисковые, двухдисковые и многодисковые/,
– конусные,
– колодочные;
по способу создания усилия включения сцепления:
– с пружинами
• с периферийными пружинами
• с центральной витой пружиной
• с центральной диафрагменной пружиной,
– полуцентробежные (с пружинами и центробежными грузиками)/,
– центробежные,
– с электромагнитом;
по типу привода выключения сцепления
–
–
–
–
с механическим
с гидравлическим
с электрическим
с усилителем или без

19.

20.

21.

22.

23. Работа сцепления

24. Конструкция нажимного диска

25. Конструкция ведомого диска

26. Конструкция выжимного подшипника

27. Рабочий процесс сцепления

• Четыре состояния:
– включение сцепления
– включенное состояние
– выключение сцепления
– выключенное состояние

28. Включенное состояние

M
M
2
2
M1
Достаточно
использовать
зависимости
M2
P 0;
M 0;
n
n
P
P
M 1 M 2 M сц

29.

Pтр
Pтр
P
P
rср
M сц расч P 0 rср n;
M сц расч M сц ;
M сц расч M e max ; 1,3...2,5

30. Средний радиус поверхности трения

R
точное значение
2 R3 r 3
rср
2
2
3 R r
r
приближенное значение
R r
rср
2

31. Удельное давление на фрикционные накладки

P
P 106
p0
.
2
2
F R r aк
МПа ,
где
F
площадь поверхности трения;
R
наибольший радиус накладки;
r
наиименьший радиус накладки;
aк
коэффициент, учитывающий
площадь канавок. aк 0,9...1, 0

32. Какое сцепление передаст больший момент, а какое более нагруженное?

33. Влияние жесткости пружин на характеристики сцепления

dP
P
dP
df
df
f

34. Диафрагменное сцепление нажимного типа

35. Диафрагменное сцепление вытягивающего типа

36. Диафрагменная пружина

37. Выключенное состояние

Сцепление крутящий момент
не передает, но детали привода
и ведущие части нагружены
силами

38. К определению величины отвода нажимного диска

39. Привод сцепления

Полный ход педали
сцепления должен быть
в пределах 150…200 мм!
Перемещение нажимного
диска зависит от конструкции
сцепления и должно обеспечить свободное вращение
ведомого диска
Люфт в приводе увеличивает
полный ход педали сцепления
S пед
iпр
S нд

40. Зазор между муфтой выключения сцепления и лепестками пружины увеличивает полный ход педали сцепления

41. Для компенсации износов используют автоматические устройства

42. Усилие на педали при управлении сцеплением должно быть ограничено

Для легковых автомобилей усилие не должно превышать 150Н
Для грузовых автомобилей усилие не должно превышать 250Н
uпр
iпр
пр
P
Pпед
пр 0, 6...0,8
Если усилие превышает допустимое ставится усилитель

43. Включение сцепления

J1
J2
d 1
J1
M e M сц
dt
d 2
J2
M сц M
dt
ma rк2
J2 2
uтр

44. Допущения

• Момент сопротивления движению постоянен
ma grк
Mc
const
uтр тр
• Момент, передаваемый сцеплением, при отпускании педали
зависит линейно от времени
M cц k1t
• Момент двигателя, изменяемый нажатием на педаль
топливоподачи, зависит линейно от времени
M e k 2t

45.

Момент, угловая частота
k1 k2
Mсц
Me
Mс
время

46.

Момент, угловая частота
k1 k2
Me
Mсц
Mс
время

47.

Момент, угловая частота
k1 k2
Mсц
Me
Mс
время

48. Работа буксования

Lб
Tб
M
сц
1
2 dt
0
J 2 12b
Lб
2 3 M c M сц max
Бензиновые двигатели
b=1,23
Lб уд
1
N
3
150
Lб
100 Дж / см 2
nF
Дизели
b=0,72
- для оценки износостойкости сцепления
Нагрев деталей за одно включение
t
дет Lб
cдет mдет
1 0, 75 N
10