А) б) в). Рисунок 7.1 – Конструкции ведомых дисков:

Рисунок 7.1 – Конструкции ведомых дисков:

а – «жесткий»; б – с лепестками в виде пластинчатых пружин; в – с отдельными пластинчатыми пружинами:1 – стальное основание; 2 – фрикционные накладки; 3 – ступица; 4 – лепесток основания диска; 5 – пластинчатая пружина; 6 – заклепка

В двухдисковых сцеплениях упругие ведомые диски обычно не применяются, так как при этом увеличивается ход нажимного и среднего ведущего дисков и ход педали управления при выключении сцепления.

У ведомого диска рассчитывают на смятие и срез рабочих поверхностей шлицы его ступицы. Длина ступицы выбирается равной длине шлицов первичного вала коробки передач.

Напряжение смятия

8Мe max

σсм = ───────── ≤ [σ]см ,

(dн² – dв²) z lш

где dн и dв – наружный и внутренний диаметры шлицов; z – число шлицов; lш и bш – длина и ширина шлицов.

Напряжение среза

4Мe max

τср = ────────── ≤ [τ]ср .

(dн – dв) z lш bш

Ступицу изготавливают из стали 40Х с последующей термообработкой. Допускаемые напряжения: смятия [σ]см = 15…30 МПа, среза [τ]ср = 5…15 МПа.

Фрикционные накладки ведомого диска должны иметь высокий коэффициент трения, изменяющийся незначительно в зависимости от температуры, давления и времени буксования, а также обладать повышенной износостойкостью и прочностью. Они должны выдерживать без разрыва угловую скорость вращения в 1,5…2 раза большую, чем угловая скорость коленчатого вала двигателя. Температура накладок не должна превышать 200⁰С при длительной работе и 350⁰С – при кратковременной [1].

В приложении 2 приведен пример определения размеров фрикционных накладок для однодискового сцепления автомобиля КамАЗ-4310 (6х6).

Демпферы (гасители)крутильных колебаний. Предохранение трансмиссии и двигателя автомобиля от перегрузок инерционным крутящим моментом обеспечивается демпферами (гасителями) крутильных колебаний.

Наибольшее распространение получили упруго-фрикционные демпферы с цилиндрическими пружинами (рисунки 7.2, 7.3, а и 7.3, б). В демпфере (рисунок 7.2, а) ступица 6 ведомого диска сцепления, и сам диск (основание) 3 связаны между собой не жестко, а через тангенциальные цилиндрические пружины 8 демпфера. Пружины в сжатом состоянии устанавливают в прямоугольные окна фланца ступицы 6, ведомого диска 3 и диска 9 демпфера. Диски 3 и 9 соединены штифтами 5, концы которых расклепаны. Штифты свободно проходят в выемках фланца ступицы и плотно стягивают диски с фланцем. Для увеличения сил трения и эффективности демпфирования между фланцем ступицы и дисками обычно устанавливают фрикционные кольца 4 (например, из паронита). Силы трения в демпферахзависят от усилия сжатия его дисков.Усилие сжатия дисков может изменяться усилием затяжки нажимных тарельчатых пружин (рисунок7.3, а), за счет жесткости пружин (рисунки 7.3, б и 7.3, в)или подбором стальных регулировочных колец 7 (рисунок 7.2, а), но в любом случае, оно устанавливается при сборке сцепления на предприятии-изготовителе.

В свободном состоянии, когда крутящий момент через ведомый диск сцепления не передается, окна ведомого диска 3, диска 9 демпфера и фланца ступицы 6 совпадают (рисунок 7.2, б). При включении сцепления крутящий момент от ведомого диска 3 передается на ступицу 6 через пружины 8 (рисунок 7.2, в). Под действием крутящего момента пружины сжимаются, ведомый диск 3 и соединенный с ним диск 9 несколько смещаются относительно фланца ступицы 6 (тангенциальная податливость ведомого диска) и плавность включения сцепления увеличивается, чему способствует и трение в дисках демпфера. Предельное угловое смещение ведомого диска относительно фланца ступицы ограничивается сжатием пружин до отказа или размером окон во фланце под штифты.

Крутильные колебания, возникающие в трансмиссии, также вызывают относительное угловое смещение ведомого диска и его ступицы за счет деформации пружин демпфера. Это смещение сопровождается возникновением сил трения между фрикционными элементами демпфера и демпфированием колебаний. За счет сил трения происходит преобразование в теплоту энергии кутильных колебаний и ее рассеяние. Кроме того, при правильном выборе жесткости пружин 8 (рисунок 7.2) обеспечивается смещение зоны резонансных колебаний за пределы рабочих частот вращения вала двигателя.

В некоторых конструкциях ведомых дисков (рисунок 7.3, в) применяют демпферы с упругими элементами, выполненными в виде резиновых блоков 5. Рассеяние энергии крутильных колебаний в таких конструкциях обеспечивается не только за счет трения между дисками 2 и фланцем ступицы 1, но и больших внутренних гистерезисных потерь в резиновых блоках 5 при их деформации. Основным недостатком таких демпферов является нестабильность характеристик резиновых блоков и их ограниченная долговечность из-за неблагоприятных условий работы демпфера (высокая температура, попадание масла).

В настоящее время в сцеплениях легковых автомобилей широко применяются демпферы с нелинейной характеристикой. Для этого в вырезы в дисках последовательно устанавливают по две пружины разной длины и жесткости моментом. Сначала при малых величинах крутящего момента в работу включаются менее жесткие пружины, а затем с ростом величины момента к ним параллельно подключаются более жесткие пружины, что улучшает плавность включения сцепления.

Рисунок 7.2 – Ведомый диск сцепления: а – элементы ведомого диска; б и в – работа демпфера крутильных колебаний:

1 и 10 – фрикционные накладки; 2 – пластинчатая пружина; 3 – основание ведомого диска; 4 – фрикционные кольца; 5 – штифт; 6 – ступица; 7 – регулировочное кольцо; 8 – пружины демпфера; 9 – диск демпфера