Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Графические характеристики сцепления

Внешний осмотр не всегда позволяет однозначно определить, вызваны ли неисправности сцепления дефектом ведущего или ведомого дисков. Если в процессе осмотра никаких очевидных неисправностей не выявлено, необходимо подвергнуть детали сцепления проверке на измерительном стенде. Вот о том, какими бывают графические характеристики сцепления, мы и поговорим в этой статье.

Представленные на рисунках 1 «Кривая усилия прижима в диафрагменном сцеплении» и 2 «Комбинированная диаграмма хода отведения / расцепляющего усилия» диаграммы с пояснениями могут использоваться как в процессе разработки и контроля качества сцепления, так и в процессе выявления неисправностей для однозначного определения состояния ведущих и ведомых дисков.

Состояние ведущего диска сцепления описывается с помощью трех графических характеристик: кривой усилия прижима, кривой отведения и кривой расцепляющего усилия. Для ведомого диска сцепления достаточно двух графических характеристик: диаграммы упругого крепления фрикционных накладок и кривой демпфера крутильных колебаний.

Кривая усилия прижима

Кривая усилия прижима позволяет определить, создается ли в сцеплении усилие прижима, необходимое для передачи крутящего момента от двигателя на трансмиссию.
Сцепления с витыми нажимными пружинами характеризуются кривой усилия прижима линейную формы. В отличие от них, для диафрагменных сцеплений характерны кривые произвольной формы, которые графически подтверждают целый ряд преимуществ такой конструкции.

При новом ведомом диске сцепления, у которого фрикционные накладки еще имеют максимальную толщину, сцепление находится в монтажном положении (которое также именуют рабочей точкой). По мере уменьшения толщины фрикционных накладок усилие прижима, развиваемое диафрагменной пружиной, увеличивается до максимума, а затем, как показывает кривая, круто уменьшается.
Расстояние, обозначенное как запас износа, соответствует максимально допустимому износу фрикционных накладок ведомого диска сцепления.

Запас износа и усилие прижима согласованы таким образом, что в случае превышения максимально допустимого износа фрикционных накладок сцепление начинает проскальзывать.
Для водителя это означает, что пора заехать на сервисную станцию для ремонта или замены сцепления. К этому моменту фрикционные накладки ведомого диска еще имеют достаточную толщину для того, чтобы головки заклепок не выступали над поверхностью накладок и не могли повредить сопряженные поверхности трения на маховике и нажимном диске сцепления. Благодаря этому можно избежать дорогостоящего ремонта, связанного с доработкой или даже заменой маховика или ведущего диска сцепления.

Кривая отведения нажимного диска

На основании кривой отведения нажимного диска (рис. 2) можно однозначно определить, отводится ли нажимной диск на заданную величину от ведомого диска во время выключения сцепления.
При наличии проблем с разъединением трансмиссии это позволяет сделать четкий вывод о том, является или нет причиной проблем нажимной диск.

Отведение нажимного диска при снятии нагрузки со стороны диафрагменной пружины выполняется с помощью пластинчатых пружин. При этом, чтобы обеспечить разъединение трансмиссии, нажимной диск должен отводиться от ведомого диска примерно на 2 мм при условии, что ход расцепления (ход выжимного подшипника) составляете мм.
Если ход расцепления менее 2 мм, отведение нажимного диска не происходит, так как для отведения необходимо преодолеть прогиб лепестков диафрагменной пружины и ее упругое сопротивление.

В процессе дальнейшего выключения сцепления величина хода отведения нажимного диска изменяется пропорционально ходу расцепления (выключения сцепления).
Ход отведения нажимного диска измеряется с помощью щупа в трех точках. В идеале должна получиться одна единственная кривая отведения, однако на практике на диаграмме отображаются три кривые, которые, впрочем, должны иметь примерно одинаковую форму. Величина погрешности, которую отражают эти кривые, показывает дисбаланс нажимного диска. Величина дисбаланса не должна превышать максимально допустимого значения, предусмотренного для конструкции данного сцепления.

Кривая расцепляющего усилия для выключения сцепления

Расцепляющее усилие, или усилие расцепления, необходимое для выключения сцепления, отображается на кривой расцепляющего усилия (рис. 2).
Сначала величина расцепляющего усилия увеличивается сообразно с кривой усилия прижима, а затем постепенно уменьшается.
По мере увеличения усилия прижима из-за износа фрикционных накладок увеличивается также расцепляющее усилие, необходимое для выключения сцепления.

Соотношение между усилием прижима и расцепляющим усилием составляет примерно 4:1. Чтобы выключить сцепление с усилием прижима 5000 Н, к выжимному подшипнику должно быть приложено расцепляющее усилие примерно 1250 Н. Усилие нажатия на педаль сцепления составляет примерно 90 Н и зависит от передаточного отношения между педалью и механизмом выключения сцепления.

Диаграмма демпфера крутильных колебаний

Как уже объяснялось в предыдущей статье, задача демпфера крутильных колебаний состоит в том, чтобы гасить (демпфировать) крутильные колебания, вызванные неравномерной работой двигателя, и не допускать их распространения на коробку передач.

Определить, подходит ли демпфер крутильных колебаний для того или иного типа автомобиля, можно не только в теории. Хотя программы расчетов и схемы моделирования крутильных колебаний позволяют определить «основные контуры» характеристики демпфирования крутильных колебаний, точное согласование с конкретным типом автомобиля возможно исключительно в ходе многочисленных испытаний демпферов крутильных колебаний, имеющих различные параметры.

Этим легко объясняется тот факт, что одинаковые внешне и по размерам ведомые диски сцепления не всегда могут быть взаимозаменяемыми. Различия в характеристиках демпфирования крутильных колебаний способны вызвать появление посторонних звуков либо становятся причиной преждевременной замены ведомого диска из-за несоответствия характеристики демпферов крутильных колебаний требуемым параметрам.

На рисунках 3 «Диаграмма демпфирования крутильных колебаний для простого демпфера«, 4 «Диаграмма демпфирования крутильных колебаний с плоской графической характеристикой на холостом ходу и различными углами закручивания в тяговом режиме и на холостом ходу» и 5 «Диаграмма демпфирования крутильных колебаний с очень плоской графической характеристикой предвари­тельного демпфера и различными углами закручивания» представлены некоторые возможные варианты. Видно, что во всех случаях форма графических характеристик двигателя и коробки передач несимметрична.

Максимальный крутящий момент, который передается сцеплением, должен быть точно согласован с характеристиками конкретного автомобиля (максимальный крутящий момент двигателя, масса автомобиля, тип привода и т. д.). Во избежание соприкосновения фланца ступицы ведомого диска сцепления с ограничительными заклепками, крутящий момент, на который рассчитано сцепление, всегда должен быть выше, чем максимальный крутящий момент двигателя.
Линейная форма графиков вокруг нулевой отметки демонстрирует характеристики ведомого диска сцепления с предварительным демпфером. Такие варианты используются преимущественно в дизельных автомобилях, так как позволяют предотвратить вибрации в коробке передач на холостом ходу.

Серая штриховка вокруг графика крутящего момента показывает гистерезис трения. Он отражает работу трения, преобразуемую в тепло при взаимном повороте относительно друг друга деталей демпфера крутильных колебаний.
При детальном рассмотрении видно, что при движении автомобиля через демпфер крутильных колебаний передается более высокий крутящий момент, чем на холостом ходу двигателя.
Эта разница крутящих моментов называется гистерезисом трения и составляет половину от общего значения фрикционного демпфирования.

Графическая характеристика упругого крепления фрикционных накладок

Графическая характеристика упругого крепления фрикционных накладок (рис. 6 «Графическая характеристика упругого крепления фрикционных накладок«) отражает степень осевой упругости лепестков крепления между двумя фрикционными накладками.

Упругость лепестков крепления фрикционных накладок ведомого диска противодействует усилию прижима диафрагменной пружины. В результате в процессе включения сцепления фрикционные накладки постепенно прижимаются к сопряженным поверхностям трения, что обеспечивает плавное, без рывков включение сцепления и трогание автомобиля с места.
По мере увеличения усилия прижима упругие лепестки крепления фрикционных накладок все сильнее сжимаются — до тех пор, пока весь запас хода упругих лепестков не будет выбран.

В этом состоянии сцепление имеет полное фрикционное замыкание и не проскальзывает, разница частоты вращения между коленчатым валом двигателя и первичным валом коробки передач компенсирована.

Диаграмма распределения усилий

Диаграмма работы сцепления (рис. 7 «Полная диаграмма работы сцепления с кривыми усилия прижима, хода отведения и расцепления усилия«) включает в себя все графические характеристики, имеющие к этому отношение.
На оси абсцисс показан ход расцепления, то есть расстояние, которое проходит выжимной подшипник при выключении сцепления. Значимый отрезок составляет 8 мм.

Для большей наглядности при изображении роста расцепляющего усилия из-за износа фрикционных накладок кривая «Усилие расцепления при износе накладок» смещена влево.

Левая ось ординат показывает усилие прижима и расцепляющее усилие. Значения указаны с шагом в 1000 Н. Ход отведения нажимного диска указан в мм на правой оси ординат. Таким образом, на диаграмме сцепления отображаются следующие значения:

• Усилие прижима нажимного диска в рабочей точке: 4750 Н;
• Максимальное усилие прижима: 5600 Н;
• Максимальное допустимый износ фрикционных накладок (запас износа): 2,0 мм;
• Рабочее расцепляющее усилие: 1500 Н;
• В максимальное расцепляющее усилие: 1800 Н;
• Ход отведения нажимного диска при ходе выключения 8 мм: 2,0 мм.

Следующие диаграммы (рис. 8. «Диаграмма распределения усилий в сцеплении без упругого крепления фрикционных накладок» и рис 9. «Диаграмма распределения усилий в сцеплении с упругим креплением фрикционных накладок«) наглядно демонстрируют влияние упругого крепления фрикционных накладок на распределение усилий.

На диаграмме распределения усилий в сцеплении без упругого крепления фрикционных накладок (рис. 8) видно, что усилие прижима нажимного диска при выключении сцепления уменьшается линейно и относительно круто. Во время включения сцепления оно так же резко и круто увеличивается.

Диаграмма распределения усилий в сцеплении с упругим креплением фрикционных накладок (рис. 9) показывает, что ход выключения сцепления (расцепления), на протяжении которого усилие прижима ослабевает, примерно в два раза больше.
При включении сцепления в этом случае кривая усилия прижима растет постепенно, так как происходит плавное сжатие упругого крепления фрикционных накладок.

Благодаря такой более плавной работе сглаживаются даже выраженные пики усилий, показанные на кривой расцепляющего усилия.

Что такое трансмиссия автомобиля?

С тех пор, как автомобили перестали быть «самоходными телегами», началось стремительное развитие каждого узла и элемента. Так появилась и усовершенствовалась трансмиссия автомобиля, о которой все слышали, но мало кто серьезно вникал в суть того, что она собой представляет.

Все компоненты трансмиссии развивались, постепенно на первое место вышел вопрос управляемости и комфорта, а затем и продолжительности срока эксплуатации самого двигателя. Так что современная трансмиссия – это сочетание максимально эффективных решений передачи движения.

1. Что такое трансмиссия автомобиля и для чего она нужна?
2. Устройство трансмиссии автомобиля
3. Принцип работы трансмиссии
4. Классификация трансмиссий
5. Механические
6. Автоматические
7. Гидравлические
8. Гидромеханические
9. Электромеханические
10. Переднеприводные
11. Заднеприводные
12. Полноприводные
13. Основные неисправности
14. Заключение

Что такое трансмиссия автомобиля и для чего она нужна?

Автомобильная трансмиссия – это комплекс устройств, передающих крутящий момент от коленвала двигателя на ведущие колёса. Помимо просто передачи, трансмиссия может изменять его значение, направление и распределение.

Устройство трансмиссии автомобиля

Для чего такие сложности? В данном случае одна из функций трансмиссии – продлить срок эксплуатации двигателя, снимая с него лишние нагрузки. Например, вместо постоянного изменения режима работы мотора коробка передач меняет передаточное число крутящего момента. А сцепление, которое тоже считается одним их элементов трансмиссии, предохраняет коробку передач и двигатель от рывковых нагрузок.

Принцип и конструкция трансмиссии постепенно усложнялись, поскольку нужно не просто передавать вращение, а делать это «с умом», чтобы эффективно использовать возможности двигателя.

Устройство трансмиссии автомобиля

Рассмотрим, благодаря чему усилие, родившееся в недрах двигателя, попадает на колёса автомобиля. Основные узлы трансмиссии – это сцепление, КПП, карданная передача, дифференциал, ШРУСы.

Сцепление.

Работа сцепления

Задача сцепления – создать легко размыкаемую связь между двигателем и следующим элементом трансмиссии. При переключении передач сцепление отключает мотор от КПП, чтобы уберечь механизмы от резких нагрузок. Затем эта связь восстанавливается. Конструкция сцепления позволяет проделывать это раз за разом, без лишних усилий со стороны водителя.

Коробка передач.

Работа механической коробки передач

Независимо от типа («автомат», «механика», «робот», «вариатор») назначение у всех КПП одинаковое: изменяя передаточное число, менять силу и направление крутящего момента. Таким образом, двигатель работает в одном режиме, без постоянного ускорения и замедления, а автомобиль движется с такой скоростью, которая нужна водителю.

Также коробка передач переключает движение на задний ход или вообще разрывает связь двигателя остальных элементов трансмиссии. Но если сцепление предназначено для размыкания этой связи на короткий срок, КПП может стоять на нейтральной передаче долгое время.

Карданная передача.

Работа карданной передачи

От КПП передача крутящего момента идет на вторичный вал, который связан с валом главной передачи. Поскольку эти валы расположены под определенным углом, в механизме задействован карданный шарнир.

Главная передача.

Работа главной передачи

У главной передачи две функции: понизить скорость вращения и передать крутящий момент на ведущий мост. Для этой цели используется гипоидная передача, которая одновременно понижает скорость вращения и изменяет направление его подачи.

Дифференциал.

Работа дифференциала

Задача дифференциала – распределить скорость вращения по полуосям ведущего моста в зависимости от дорожной ситуации. Работает он в паре с главной передачей. Когда автомобиль движется по прямой, оба колеса крутятся с одинаковой скоростью. В поворотах колесо на внутренней дуге вращается медленней, а на внешней – быстрее, именно благодаря дифференциалу. То есть дифференциал выборочно меняет скорость вращения полуосей или блокируется, чтобы принудительно заставить оба колеса вращаться с одинаковой скоростью.

ШРУС.

Работа ШРУСа

Последний узел, влияющий на характеристики крутящего момента – шарнир равных угловых скоростей. Его задача – обеспечить передачу оборотов с полуоси на колесо, независимо от углового положения самого колеса. Регулировка скорости в поворотах осуществляется дифференциалом, и ШРУС должен передавать ее без искажений и рывков.

Принцип работы трансмиссии

На видео, выше, можно наглядно отследить, как трансмиссия автомобиля передает вращение коленвала двигателя на колёса ведущей оси. Пошагово этот процесс можно представить так.

1. Коленвал двигателя соединен с маховиком, который, в свою очередь, подключен к сцеплению. В стандартном режиме сцепление соединено с маховиком, так что коробка передач постоянно подключена. Перед переключением передачи сцепление размыкает связь между валом коробки и маховиком двигателя, а после переключения – восстанавливает ее. Это может происходить в автоматическом режиме или при управлении самого водителя.
2. КПП меняет передаточное число для изменения скорости движения. Это намного легче, чем постоянно менять режим работы двигателя, особенно при движении по городу. Также коробка передач переключает направление вращения для движения назад и может размыкать связь между первичным и вторичным валом (нейтральная передача).
3. От КПП крутящий момент переходит на главную передачу, через карданный вал или напрямую. Главная передача понижает скорость вращения, которая слишком большая для колёс, и передает крутящий момент на дифференциал.
4. Дифференциал распределяет скорость вращения между колесами ведущей оси или, в зависимости от компоновки автомобиля, между осями (раздаточная коробка или межосевой дифференциал в полноприводных автомобилях).
5. От полуосей крутящий момент наконец-то доходит до колёс. Чтобы при поворотах или проезду по неровностям колесо продолжало вращаться с нужной скоростью, между полуосью и ступицей установлен ШРУС, который передает крутящий момент под углом.

Классификация трансмиссий

За период развития автомобиля инженеры разработали несколько вариантов трансмиссии. Сегодня по способу передачи и изменения крутящего момента используется пять основных видов: механическая, гидромеханическая, гидравлическая, электромеханическая и автоматическая. А по типу привода бывают: переднеприводные, заднеприводные и полноприводные трансмиссии.

Механические

Самая распространенная на легковых автомобилях – механическая трансмиссия. В ней вся работа осуществляется только механическими элементами: различными видами зубчатых, планетарных, фрикционных передач и т.д. Причем это относится не только к МКПП, но и ко всем остальным узлам.
По своему КПД, долговечности и простоте ремонта механическая трансмиссия пока что опережает остальные типы.

Автоматические

Под автоматической трансмиссией чаще всего понимают коробку передач, которая сама регулирует изменение передаточного числа. Яркие примеры – вариатор для бесступенчатой механической регулировки, а также АКПП для гидромеханических систем.

Гидравлические

Это особый вид трансмиссии, в которой все элементы передают крутильный момент за счет гидравлических устройств. В автомобилях такие системы не используются, их можно встретить разве что в строительной и авиационной технике.

Как ни странно, гидравлические устройства более компактны, чем механические. Кроме того, элементы гидравлической трансмиссии могут находиться на значительном расстоянии друг от друга – сжатие жидкости при передаче энергии дает много возможных вариантов для компоновки отдельных элементов. Однако сама рабочая жидкость должна быть в технически идеальном состоянии.

Гидромеханические

В гидромеханической трансмиссии отдельные элементы будут работать на принципе гидравлической передачи энергии движения. Самый распространенный пример – трансмиссия с автоматической коробкой передач, где функции сцепления выполняет гидротрансформатор. Жидкостная передача движения в гидротрансформаторе используется для снижения ударных нагрузок и уменьшения крутильных колебаний (в механическом сцеплении для этого используется двухмассовый маховик и демпферы на ведомом диске).

Еще одно устройство, применяемое в гидромеханической трансмиссии – вискомуфта, которая до недавнего времени устанавливалась на полноприводные автомобили. В ней жидкость служит не для передачи момента вращения, а для блокировки, но это всё равно гидромеханическое устройство.

Электромеханические

Это новый вид трансмиссии, который вышел «в массы» благодаря распространению электрокаров, поскольку для ее работы нужен тяговый (не стартерный) аккумулятор, а в электромобилях он уже есть на месте.
Плюсом электромеханической трансмиссии является довольно быстрая реакция на изменения крутящего момента за счет использования электромоторов. А также удобство размещения отдельных частей и узлов: поскольку принцип действия позволяет разнести элементы на большие расстояния, а значит, скомпоновать их более удобно, чем это можно было бы сделать с другими видами трансмиссий.

Переднеприводные

Здесь все просто, крутящий момент от двигателя полностью передается на передний привод автомобиля. Передается момент через коробку передач, главную передачу и полуоси на передние колеса автомобиля.

Заднеприводные

Здесь же ведучим приводом автомобиля будет задняя ось. Крутящий момент передается также, только с добавлением еще одного елемента — карданного вала между коробкой передач и главной передачей.

Полноприводные

Тут с названия все ясно. Момент передается на обе оси вто или инной пропорции одновременно. Здесь еще добавляются такие элементы как раздаточная коробка и межосевой дифференциал. «Раздатка» как раз служит для передачи мощности на оси автомобиля. А межосевой дифференциал — для распределения мощности между осями. Также, за типом подключения полный привод бывает 3 типов.

Постоянный полный привод.

Постоянный полный привод
Подключаемый.

Подключаемый полный привод
Автоматически-подключаемый.

Автоматический полный привод

Основные неисправности

Всё, что работает, может и выходить из строя, ничего с этим не сделаешь. И компоненты трансмиссии тоже подвержены поломкам в той или иной степени. Основные неисправности компонентов трансмиссии имеют свои характерные особенности:

1. Механическое сцепление можно назвать расходником. Чаще всего в нём выходит из строя ведомый диск, так что при появлении таких проблем как проскальзывание, нечеткая работа, скрежет и т.д. диск меняют, а остальные компоненты осматривают на предмет выработки. Срок службы сцепления во многом зависит от манеры вождения.
2. Коробка передач – самый сложный и дорогостоящий узел во всей трансмиссии. Самая частая причина ее неисправности – несвоевременная замена трансмиссионной жидкости, которая во время работы постепенно деградирует и перестает выполнять свои функции, и вместо защиты механизма начинает с удвоенной силой его изнашивать. Признаками неисправности коробки являются шум при работе, в том числе при установке в нейтральное положение, нечеткое переключение передач или вообще невозможность их переключить, утечка масла из коробки.
3. Карданный вал – штука достаточно прочная, но там, где есть шарнир, есть и его износ. Проблемы с карданным шарниром проявляются скрипом и вибрацией во время движения.
4. Поломки главной передачи и дифференциала вызваны, как правило, двумя причинами: утечкой масла и неадекватными нагрузками. При недостаточном уровне смазки ускоряется выработка шестерен, в них появляются зазоры, а во всём механизме – вибрация. В свою очередь масло утекает через изношенные сальники. Механические неисправности проявляются шумом во время работы или характерным постукиванием в начале движения.
5. ШРУСы, несмотря на большую нагрузку, выходят из строя редко. Их главный враг – вода, которая попадает в механизм через порванные пыльники. Если владелец автомобиля следит за состоянием ходовой и вовремя меняет расходные материалы, он может никогда в жизни не узнать, как хрустит изношенный ШРУС. Если же пыльник порвался, это стопроцентная гарантия близкой замены шарнира, даже если с ним пока всё в порядке.

Заключение

В целом, трансмиссия автомобиля – система достаточно живучая, особенно если речь идет о механической. И как бы банально это ни звучало, главное условие ее долгой и счастливой жизни – всего лишь регулярное ТО. Это не значит, что через каждые 10 тысяч километров нужно менять масло в коробке передач, но проверять состояние всех технических жидкостей, прокладок и защитных элементов нужно при каждом заезде на СТО. Эта несложная услуга позволит сэкономить деньги на дорогом и сложном ремонте.

Текст книги «Грузовые автомобили. Трансмиссия и коробки передач»

Автор книги: Илья Мельников

Жанр: Автомобили и ПДД, Дом и Семья

Текущая страница: 1 (всего у книги 2 страниц) [доступный отрывок для чтения: 1 страниц]

Грузовые автомобили
Трансмиссия и коробки передач

Трансмиссия

Общее устройство трансмиссии

Трансмиссия представляет собой агрегаты и механизмы, взаимодействующие между собой и связывающие коленчатый вал двигателя с ведущими колесами автомобиля. Трансмиссия передает крутящий момент от двигателя к колесам. С ее помощью водитель может изменить величину крутящего момента, а при движении задним ходом и направление движения. Обычно ведущими колесами являются задние, но на автомобилях, одной из характеристик которых является повышенная проходимость, ведущими могут быть как большинство колес, так и все колеса.

Схемы трансмиссий, а – с двумя ведущими колесами (4х2), б – с четырьмя ведущими колесам (6х4), в – с шестью ведущими колесами (6х6), 1 – сцепление, 2 – коробка передач, 3 – карданная передача, 4 – ведущее колесо, 5 – полуоси ведущих колес, 6 – дифференциал, 7 – главная передача, 8 – промежуточный средний ведущий мост, 9 – карданный шарнир равных угловых скоростей, 10 – раздаточная коробка.

Для характеристики автомобиля применяют колесную формулу, в которой первые цифры обозначают число колес автомобиля, а вторая цифра – число ведущих колес. Например формула (6х4) означает, что у автомобиля имеются шесть колес, из которых четыре колеса ведущих. В трехосных автомобилях крутящий момент передаются промежуточным ведущим колесам и задним ведущим колесам одним общим валом или раздельно двумя валами. В первом случае промежуточный мост имеет проходной ведущий вал. Прямо за двигателем размещено сцепление, затем коробка передач, карданная передача (карданный вал), промежуточный мост, задний мост. Представляющий собой главную передачу с межосевым дифференциалом (распределяющим вращающий момент между этими мостами). В двухосных и трехосных автомобилях со всеми ведущими колесами предусмотрена раздаточная коробка, для выключения привода переднего моста.

В автопоездах с прицепами для движения по дорогам, с твердым грунтовым покрытием, трансмиссию имеет только автомобиль – тягач. На автопоездах, предназначенных для движения по бездорожью, трансмиссию имеют ведущие мосты прицепов. Привод дополнительного оборудования осуществляют с помощью коробки отбора мощности, которую присоединяют к коробке передач.

Сцепление

Сцепление служит для временного разъединения двигателя от трансмиссии и плавного соединения их при переключении передач или трогании с места, а также для передачи крутящего момента от двигателя.

Сцепление состоит из самого механизма сцепления и его привода. Механизм сцепления состоит из трех основных элементов:

Работа механизма сцепления основана на использовании сил трения. При включении сцепления его детали нагреваются из-за трения между дисками (ведомым и ведущим). Диски изготавливаются и из материала с повышенным коэффициентом трения. Ведомый диск 9 посажен на ведущий вал 7 коробки передач, а ведущий диск 1 соединен с маховиком.

Сцепление. а – принципиальная схема, б – детали, 1 – ведущий диск, 2 – кожух, 3 – отжимной рычажок, 4 – выжимной подшипник, 5 – вилка включения сцепления, 6 – педаль, 7 – ведущий вал коробки передач, 8 – нажимная пружина, 9 – ведомый диск, 10 – маховик, 11 – вилка отжимного рычажка, 12 – регулировочная гайка, 13 – фрикционная накладка ведомого диска, 14 – ступица ведомого диска, 15 – пружина демпфера, 16 – пластина демпфера, А – палец, Б – прилив, В – окно кожуха.

Сцепление на автомобилях называют постоянно замкнутым сухим сцеплением. Постоянно замкнутым, так как ведущий и ведомый диски размыкаются только на короткое время необходимое для включения передачи или при торможении автомобиля, сухим, так как поверхности ведущего и ведомого дисков должны быть постоянно сухими.

К сцеплению также относятся кожух, вилки, рычаг выключения, нажимные пружины и привод сцепления. Кожух сцепления получен методом штамповки из стали и закреплен к маховику болтами. Рычаги выключения крепятся внутри к кожуху на опорных болтах. Наружные концы рычагов выключения шарнирно соединены с нажимным диском. К отшлифованной поверхности маховика, пружины 8, расположенные по окружности через нажимной(ведущий )диск 1, прижимают ведомый диск 9. Таким образом, при включенном сцеплении крутящий момент от маховика передается за счет трения ведомому диску и далее через ведущий вал коробки передач 7, последующим механизмам силовой передачи. На ведущем диске и на кожухе для установки пружин выполнены специальные гнезда и выступы, а также в местах установки пружин находятся теплоизолирующие прокладки, предохраняющие пружины от перегрева.

Чтобы выключить сцепление, надо нажать на педаль 6, чтобы тяга с помощью вилки передвинула по втулке муфту с подшипником 4. Муфта повернет вокруг своих осей внутренние концы рычагов 3, а их внешние концы отведут нажимной диск 1, сжимая пружины 8, расположенные между штампованным кожухом 2 сцепления и диском 9. Ведомый диск освобождается и крутящий момент последующим механизмам передаваться не будет. Если отпустить педаль 6, она переместится под действием пружин и сцепление снова включится.

Во избежание поломок, для предотвращения передачи угловых колебаний от двигателя на валы трансмиссии в сцеплении предусмотрен гаситель угловых колебаний – демпфер. Он представляет собой ступицу 14, в окна которой и окна ведомого диска заложены спиральные пружины, передающие вращение от диска на ступицу. В отверстия дисков гасителя и ведомого диска установлены пружины с опорными пластинами. При возникновении колебаний ступица повертывается относительно диска в ту или другую сторону на небольшой угол. Возникающее при этом трение между фланцем ступицы и диском гасит крутильные колебания силовой передачи, теплоизоляционные шайбы, расположенные между нажимным диском и пружинами, уменьшают передачу теплоты к пружинам, теряющим при нагреве свои упругие свойства. При включении сцепления его детали нагреваются из – за трения между ведущими и ведомыми дисками.

Для плавного включения сцепления при постепенном отпускании педали между задней частью ведомого диска и фрикционной накладкой приклепаны волнистые пружинные пластины 16 и две фрикционные накладки, обладающие повышенном коэффициентом трения. Одна накладка приклепана непосредственно к диску, а другая – к пластинам. При включении сцепления по мере увеличения нажатия ведомого диска волнистые пластины постепенно выпрямляются и при полном включении сцепления становятся плоскими. Благодаря такому устройству передаваемый крутящий момент постепенно возрастает и сцепление включается плавно.

Однодисковые фрикционные сцепления широко применяются на отечественных автомобилях.

Двухдисковое сцепление в отличие от однодискового состоит из двух ведущих дисков и двух ведомых, установленных поочередно.

Рис. Двухдисковое сцепление автомобиля

1 – маховик, 2 – рычажный механизм, 3 – промежуточный диск, 4 – отжимной рычажок, 5 – вилка, 6 – упорный подшипник, 7 – шланг смазывания подшипника, 8 – вилка выключении, 9 – упорное кольцо, 10 – нажимная пружина, 11 – кожух, 12 – нажимной диска, 13 – ведомые диски, 14 – вал.

Чем больше число дисков, тем больше поверхность трения и тем больше передающий крутящий момент. Ведомые диски зажаты между торцевыми поверхностями маховика и ведущих дисков нажимными пружинами 10, которые равномерно расположены в кожухе. Промежуточный ведущий диск 3 автоматически устанавливает диск в среднее положение при выключенном сцеплении с помощью рычажного механизма 3.

Наружные концы отжимных рычажков 4 прикреплены к кожуху вилками и гайками и соединены с нажимным диском 12. Внутренние рычажки прикреплены упорным кольцом 9, педаль сцепления, через вилку 8, рычаги и тяги связана с подшипником.

При выключении сцепления, надо нажать на педаль сцепления, упорный подшипник 6 переместит кольцо с внутренними концами отжимных рычажков 4. Наружные концы рычажков отведут назад ведущий диск12. Промежуточный ведущий диск 3 в этом случае переместится от маховика и ведущего диска, под действием рычажного механизма вращение на ведомые диски от коленчатого вала двигателя передаваться не будет.

Механизм выключения сцепления может иметь как механический так и гидравлический привод с пневматическим усилителем.

Гидравлический привод выключения сцепления включает в себя следующие элементы:

– вилку выключения сцепления;

– подшипник выключения сцепления.

Рис. Гидравлический привод сцепления

Чтобы отсоединить двигатель от остальных агрегатов трансмиссии водителю потребуются определенные усилия, для нажатия педали сцепления. Это усилие перемещает жидкость в главном цилиндре, жидкость перемещает поршень рабочего цилиндра связанный со штоком. Дальше шток рабочего цилиндра при помощи вилки выключения сцепления и нажимного подшипника, через отжимные рычажки выключает сцепление.

Для включения сцепления водитель должен отпустить педаль сцепления. При помощи возвратных пружин все агрегаты и детали привода вернуться и исходное положение. Так как в работе механизма сцепления задействована специальная тормозная жидкость, такой привод называется гидравлическим.

Механический привод изображен на рисунке.

Рис. Схема механического привода выключения сцепления и механизма сцепления

1 – коленчатый вал, 2 – маховик, 3 – ведомый диск, 4 – нажимной диск, 5 – кожух сцепления, 6 – нажимные пружины, 7 – отжимные рычаги, 8 – подшипник выключения сцепления, 9 – вилка выключения сцепления, 10 – металлический трос, 11 – рычаг привода, 12 – педаль сцепления, 13 – шестерня первичного вала, 14 – картер коробки передач, 15 – первичный вал коробки передач.

В работе механического привода задействован механический элемент – трос, через него передается усилие с педали сцепления на вилку выключателя. Привод называется механическим.

Рычажный механизм.

Рис. Рычажный механизм сцепления автомобиля КамАЗ. а – устройство, б, в, – сцепление соответственно включено и выключено, 1 – промежуточный диск, 2 – рычаг (кулачок), 3 – ось, 4 – маховик, 5 – ведомые диски, 6 – нажимной диск.

Рычаги 2, установлены на осях 3, закрученных пружинами и помещены в четыре выступа промежуточного диска 1. Рычаги находятся между маховиком и нажимным диском 6. При этом пружины на осях 3 будут зажаты более туго.

При выключенном сцеплении, нажимной диск разойдется с маховиком и рычаг 2 будет поворачиваться усилием зажатых пружин. В этом случае рычаги удерживают промежуточный диск 1 от сближения с нажимным диском и отталкивают от маховика.

Неисправности сцепления

Наиболее характерные из неисправностей:

– сцепление полностью не выключается (пробуксовывание);

– неполное выключение сцепление (сцепление «ведет»);

– рывки при включении сцепления.

Пробуксовывание– это проскальзывание ведомого диска относительно маховика и ведущего (нажимного) диска, при этом увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя не приводит к повышению скорости движения автомобиля или она повышается гораздо медленнее, чем увеличивается частота вращения коленчатого вала. Причиной может быть недостаточный свободный ход педали сцепления, что легко устраняется, а также замасливание фрикционных прокладок, износ фрикционных прокладок, поломка пружин. В последних случаях, надо обратиться в специализированные мастерские по ремонту.

При неполном выключении сцепленияего ведомый диск и ведущий вал коробки передач не останавливаются, что затрудняет, а иногда делает невозможным включение передач в коробке передач. Говорят, что сцепление «ведет», в этом случае маховик не разъединяется полностью с ведомым диском сцепления и продолжает его вести. К такой ситуации может привести увеличенный свободный ход педали сцепления или же наличие воздуха в сцеплении, приводимом в движение гидроприводом. Устраняют неисправность уменьшением свободного хода педали сцепления.

Сцепление может не выключаться полностью и при других неисправностях, таких как:

– перекос нажимного подшипника;

– коробление ведомого диска;

– другие неисправности связанные с внутренними дефектами этого механизма.

В таких случаях нужно обратиться к специалисту.

Рывки при включении возникают вследствие износа шлицев ступицы ведомого диска сцепления или ведущего вала коробки передач, а также поломки демпферных пружин. Для устранения такой неисправности необходимо заменить поломанные или изношенные детали.

Таблица. Неисправности сцепления

Уход за сцеплением

Ежедневно проверять действие сцепления и наличие свободного хода педали. Педаль сцепления должна двигаться легко без заеданий и оттяжной пружиной возвращаться в первоначальное положение. Подтянуть и проконтролировать крепежные детали, а также подтянуть в случае ослабления места соединения трубопроводов гидравлического привода сцепления.

Первое и второе техническое обслуживание.

– замерить величину свободного хода педали сцепления и если надо отрегулировать привод сцепления для обеспечения свободного хода муфты выключения сцепления. Для проверки свободного хода муфты сцепления вручную перемещают рычаг валика вилки.

– пружину 19 от рычага 18 вилки выключения, изменяя вращением гайки 13 длину тяги 14, добиваются нормального свободного хода. Если свободный ход рычага, измеренный на радиусе 90 мм окажется менее 3 мм, отрегулировать его сферической гайкой 13 толкателя до величины 3,7 – 4, 6 мм, что соответствует свободному ходу муфты выключения сцепления 3,2 – 4 мм. Затем устанавливают пружину;

– проверить герметичность привода, исправность и целостность оттяжных пружин педали сцепления и рычага вала вилки выключения сцепления;

– смазать упорный подшипник муфты выключения и втулки валика педали сцепления;

– смазать вал педали сцепления;

– проверить уровень жидкости в бачке главного цилиндра привода сцепления, при необходимости долить жидкость. Уровень жидкости должен быть 10-15 мм от верхней кромки бачка;

– сменить жидкость в системе гидропривода сцепления (один раз в год, обычно, осенью);

– отрегулировать свободный ход поршня главного цилиндра привода и свободный ход рычага вала вилки выключателя сцепления;

– затянуть болты крепления пневмоусилителя;

– прокачать, если надо, систему гидравлического привода сцепления.

Рис. Сцепление автомобиля ГАЗ-53А А – схема, Б – устройство, 1 – маховик, 2 – картер, 3 – ведомый диск, 4 – нажимной диск, 5 – рычаг выключения, 6 – масленка, 7 – регулировочная гайка, 8 – муфта выключения, 9 – ведущий вал коробки передач, 10 = вилка выключения сцепления, 11 – кожух, 12 – пружина, 13 – регулировочная гайка, 14 – тяга, 15 и 19 – оттяжные пружины, 16 – педаль сцепления, 17 – рычаг вала педали, 18 – рычаг валки, 20 – упорный шариковый подшипник

Для этого необходимо:

– заполнить питательный бачок жидкостью до нормального уровня;

– снять с головки клапана выпуска воздуха рабочего цилиндра резиновый защитный колпачок и надеть на головку клапана резиновый шланг, прилагаемый к автомобилю. Свободный конец шланга погрузить в стеклянную банку с тормозной жидкостью;

– резко три – четыре раза нажать педаль сцепления, а затем оставляя педаль нажатой, отвернуть на пол – оборота клапан выпуска воздуха. Под действием давления, созданного в системе, часть жидкости и содержащийся в ней воздух попадут в стеклянную банку с жидкостью;

– когда жидкость перестанет вытекать из шланга, завернуть клапан выпуска воздуха;

– прокачивать систему, повторяя последние операции до прекращения выхода пузырьков воздуха из шланга (потребуется до 75 – 80 нажатий педали), после чего, удерживая педаль сцепления нажатой, окончательно завернуть клапан выпуска воздуха до отказа, снять шланг с головки клапана и поставить на нее защитный колпачок.

– При удалении воздуха из системы гидравлического привода доливают в питательный бачок тормозную жидкость, не допуская снижения ее уровня более чем на 2/3 от нормального. По окончании прокачки доливают тормозную жидкость в питательный бачок до нормы.

Коробки передач

Общие сведения

Коробка передач представляет собой механизм, в котором шестерни (зубчатые колеса) можно сцеплять в различных комбинациях, получая различные передаточные числа – ступени и служит для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя ведущим колесам, изменения скорости и направления движения автомобиля, а также для длительного рассоединения двигателя от трансмиссии во время стоянки и при движении накатом. При трогании с места на подъем с грузом, быстром разгоне, а также при движении по плохим дорогам, крутящий момент, передаваемый от двигателя к ведущим колесам должен быть больше, чем при движении по горизонтальному участку дороги. Для этого на автомобилях применяют ступенчатые шестеренчатые коробки передач. Для движения вперед коробки передач автомобилей имеют четыре или пять ступеней и одну для движения назад. Обычно четыре передачи имеют легковые автомобили и малогабаритные автобусы, а также грузовые автомобили небольшой грузоподъемности, а вот пятиступенчатые передачи имеют автомобили большой грузоподъемности, а также коробки передач больших автобусов.

Чем больше число передач, тем лучше автомобиль приспосабливается к различным дорожным условиям. Чтобы коробка передач работала бесшумно, с минимальным износом, применяют зубчатые колеса с косыми зубьями.

В основном на автомобилях применяют простые ступенчатые передачи, переключение передач, в которых происходит передвижением зубчатых колес или передвижением муфт.

Рис. Ступенчатая передача

В передаче из двух шестерен меньшая шестерня является ведущей, а большая – ведомой. Крутящий момент на ведомой шестерне будет больше, чем на ведущей, во столько раз, во сколько число зубьев на ведомой шестерне больше, чем на ведущей. Частота вращения ведущей шестерни будет соответственно больше частоты вращения ведомой шестерни. Передаточным числом, называется число полученное от деления числа зубьев ведомой шестерни, на число зубьев ведущей шестерни.

Для получения вращающего момента, различного по величине, необходимого для работы автомобиля, в коробке передач имеются несколько пар шестерен с различными передаточными числами. Общее передаточное число получается при умножении передаточных чисел всех пар шестерен, участвующих в передаче.

Если между ведомой и ведущей шестерней поместить промежуточную шестерню, и через нее подавать крутящий момент, то ведомая шестерня изменит направление движения на обратное.

На рисунке изображена трехступенчатая передача, которая имеет три скорости передние и одну заднюю. Картер коробки передач отлит из чугуна и имеет две крышки боковую и верхнюю, гнезда для крепления валов и осей. В нижней и боковой стенках картера сделаны отверстия для слива отработавшего масла и для заполнения коробки передач свежим.

Рис. Простейшая коробка передач. 1 – картер, 2 – шестерня первичного вала, 3 – зубчатый венец, 4 – рычаг переключения передач, 5 – ползуны, в – подвижная шестерня третьей и четвертой передач, 7 – подвижная каретка шестерен первой передачи и заднего хода, 8 – вилка, 9 – блок шестерен заднего хода, 10 – шестерня заднего хода, 11 – шестерня первой передачи, 12 – шестерня постоянного зацепления.

Ведущий вал коробки передач изготовлен из стали вместе с ведущей шестерней и зубчатым венцом. При зацеплении малой шестерни подвижной каретки 7 с шестерней 11 промежуточного вала, позволяет включить первую передачу. При этом частота вращения ведомого вала, будет значительно меньше, по сравнению с частотой вращения этого же вала, когда в зацеплении участвуют другие пары шестерен на переднем ходу, а крутящий момент будет наибольшим. В картере 1 закреплены три вала, ведущий, ведомый и промежуточный вал. Ведущий и ведомый валы расположены на одной оси. Ведомый вал имеет шлицы и передним концом опирается на роликовый подшипник, помещенный внутри заднего конца ведомого вала. Передача вращения от ведущего вала на ведомый происходит при помощи промежуточного вала. Ведущий вал находится в постоянном соединении с промежуточным валом, через шестерни 2 и 12.

Для включения двух оставшихся передних передач взаимодействуют две подвижные шестерни, закрепленные на шлицах ведомого вала и шестерни, жестко закрепленные на промежуточном валу.

Рычаг 4 передвигает подвижные шестерни ведомого вала через вилки 8, которые перемещаются вместе с ползунами 5.

Третья передача включается перемещением самой малой подвижной шестерни до зацепления ее с зубчатым венцом 3. В этом случае вращение происходит минуя промежуточный вал, от ведущего вала к ведомому.

Блок шестерен 9 используется для включения заднего хода. Блок шестерен установлен на оси, запрессованной в картере. При движении задним ходом вращающее движение от ведущего вала к ведомому происходит через шестерню заднего хода 10, расположенную на промежуточном валу и блок шестерен на подвижную каретку шестерен 7.Механизм переключения передач размещен на верхней крышке картера коробки передач.

Внимание! Это не конец книги.

Если начало книги вам понравилось, то полную версию можно приобрести у нашего партнёра — распространителя легального контента. Поддержите автора!

Источник Источник Источник Источник http://press.ocenin.ru/graficheskie-harakteristiki-sczepleniya/
Источник Источник http://vaznetaz.ru/transmissiya-avtomobilya
Источник Источник Источник http://iknigi.net/avtor-ilya-melnikov/62541-gruzovye-avtomobili-transmissiya-i-korobki-peredach-ilya-melnikov/read/page-1.html