Трансмиссия

Конструкции и классификация сцеплений трансмиссий

Устанавливаемые на автомобилях сцепления по характеру передачи крутящего момента разделяются на фрикционные и электромагнитные. Работа фрикционного сцепления основана на использовании касательных сил трения, возникающих в зоне контакта ведущих и ведомых элементов при их относительном угловом смещении. Сила трения пропорциональна нормальной силе, сжимающей эти элементы. Электромагнитные сцепления передают крутящий момент за счет сил магнитного притяжения частиц ферронаполнителя, расположенного между ведущими и ведомыми элементами сцепления. Этот момент пропорционален силе тока, протекающего в обмотке возбуждения, с помощью которой намагничивается ферронаполнитель. Выключение сцепления достигается отключением обмотки от источника питания.

Наибольшее распространение имеют фрикционные сцепления. Электромагнитные сцепления иногда устанавливают на микро и малолитражных легковых автомобилях.

Основные элементы фрикционного сцепления. Оно включает следующие узлы: ведущую часть — маховик, нажимной диск, кожух сцепления, нажимные пружины, ведомую часть —- ведомый диск с гасителем крутильных колебаний, механизм выключения — отжимные рычаги, выжимной подшипник с муфтой выключения, привод сцепления — педаль, оттяжную пружину, тягу, вилку. При необходимости в привод встраивается усилитель, помогающий водителю управлять сцеплением.

Сжатие трущихся поверхностей осуществляется нажимными пружинами. Зазор в приводе необходим для полного включения сцепления и должен поддерживаться в определенных пределах. Если конструкция привода не обеспечивает гарантированного зазора, вследствие изнашивания трущихся поверхностей он уменьшается, а восстанавливается соответствующей регулировкой. Выключение сцепления происходит следующим образом. При нажатии на педаль через систему рычагов и тяг перемещается выжимной подшипник и выбирается зазор. Затем подшипник воздействует на отжимные рычаги, и нажимной диск отходит вправо, сжимая пружины. При этом между ведомым диском, маховиком и нажимным диском образуются зазоры, что приводит к выключению сцепления.

Сцепление должно обеспечивать: передачу максимального крутящего

момента двигателя без пробуксовки при полностью включенном сцеплении; чистое выключение, необходимое для полного отключения двигателя от трансмиссии; плавность включения для уменьшения динамических нагрузок в трансмиссии и для плавного тро-гания автомобиля с места; минимальный момент инерции ведомой части сцепления для уменьшения динамических нагрузок в зубчатых зацеплениях коробки передач и скорости изнашивания синхронизаторов при переключении передач; постоянство момента трения во включенном состоянии; эффективный отвод теплоты при буксовании; гашение высокочастотных колебаний, действующих на трансмиссию, в основном, со стороны двигателя; высокую долговечность и технологичность изготовления; малые габариты (длина).

Конструкции сцеплений отличаются большим разнообразием. По форме трущихся поверхностей они могут быть дисковыми, колодочными или конусными; по способу создания нажимного усилия — механическими, гидравлическими, пневматическими, электрическими; по состоянию трущихся поверхностей— сухими или смазываемыми; по характеру работы — постоянно замкнутыми или разомкнутыми. На автомобилях в подавляющем большинстве случаев применяют сухие дисковые постоянно замкнутые сцепления с пружинным нажимным устройством и гасителем в ведомом диске. Эти сцепления просты по конструкции и долговечны.

В свою очередь сухие фрикционные сцепления подразделяются по ряду признаков: по способу действия — на неавтоматические и автоматические. В настоящее время обычно применяют неавтоматические сцепления. Автоматические сцепления установлены на некоторых моделях легковых зарубежных и отечественных автомобилей. Автоматическим может быть само сцепление (центробежное) по принципу его работы или система управления, обеспечивающая работу неавтоматического сцепления (обычно фрикционного или электромагнитного) по заданному алгоритму без вмешательства водителя.

По числу ведомых дисков — на одно- и двухдисковые. Однодисковые сцепления используют на легковых и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Двухдисковые сцепления устанавливают на автомобилях большой грузоподъемности.

По расположению нажимных пружин — на периферийные и центральные. По периферии устанавливают ряд цилиндрических пружин, а центрально — одну коническую, цилиндрическую или тарельчатую. Последние получили распространение в сцеплениях легковых автомобилей, остальные типы применяют в сцеплениях грузовых автомобилей и автобусов.

По типу привода — на сцепления с механическим и гидравлическим

приводом без усилителя и с усилителем. Усилители выполняют механическими, гидравлическими, пневматическими или вакуумными.

Трансмиссия (силовая передача) — в машиностроении совокупность агрегатов и механизмов, соединяющих двигатель (мотор) с ведущими колёсами транспортного средства (автомобиля) или рабочим органом станка, а также системы, обеспечивающие работу трансмиссии. В общем случае трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к колёсам (рабочему органу), изменения тяговых усилий, скоростей и направления движения.

В состав трансмиссии автомобиля входят:

• Сцепление;

• Коробка передач;

• Карданный вал;

• Дифференциал;

• Главная передача;

• Шарниры равных угловых скоростей.

В состав трансмиссии гусеничных машин (например, танка) в общем случае входят:

• Главный фрикцион (сцепление);

• Входной редуктор («гитара»);

• Коробка передач;

• Механизм поворота;

• Бортовой редуктор.

Основные требования

К трансмиссиям транспортных средств предъявляются следующие требования:

• обеспечение высоких тяговых качеств и скорости машины при прямолинейном движении и повороте;

• простота и легкость управления, исключающие быструю утомляемость водителя;

• высокая надежность работы в течение длительного периода эксплуатации;

• малые масса и габаритные размеры агрегатов;

• простота (технологичность) в производстве, удобство в обслуживании при эксплуатации и ремонте;

• высокий КПД;

• в машинах высокого класса добавляется требование бесшумности.

Техническое обслуживание трансмиссии

Техническое обслуживание сцепления. Основные признаки неисправности:

• пробуксовывание;

• неполное выключение,

• рывки во время движения с места;

• шум в сцеплении во время движения;

• заедание педали;

•подтекание жидкости в соединениях привода сцепления.

Пробуксовывание сцепления может происходить из-за:

• ограничения свободного хода педали вследствие неправильного регулирования или износа фрикционных накладок;

• износ фрикционных накладок ведомого диска.

При этом крутящий момент от двигателя передается не полностью, ухудшается разгон автомобиля, замедляется сдвиг с места, а в случае большого пробуксовывания автомобиль остается неподвижным, даже если передача включена, и педаль сцепления отпущена. Чтобы устранить неисправность, надо проверить свободный ход по центру площадки педали: он должен составлять 35 ... 45 мм на автомобилях «Москвич», 26 ... 38 мм на автомобилях ЗАЗ, 26 ... 35 мм на автомобилях ВАЗ и 12... 28 мм на автомобиле ГАЗ-24. Свободный ход создается благодаря зазорам в компонентах подвески педали, между поршнем главного цилиндра и толкателем, то есть идентично перемещению педали вплоть до начала прогиба пружины диафрагмы (на автомобилях ВАЗ и Москвич) или до начала сжимания витых пружин (ЗАЗ)

Свободный ход педали на ГАЗ-24 уходит на выбор зазора между поршнем главного цилиндра и толкачем на перемещение поршня от крайнего положения до закрытия манжетой компенсационной полости цилиндра.

Сцепление — механизм передачи вращения, который может быть плавно включён и выключен (выжат), обеспечивающий безрывковое трогание автомобиля с места и бесшумное переключение передач.

Обычно термин "сцепление" относится к компоненту трансмиссии транспортного средства с двигателем, предназначенному для подключения или отключения соединения двигателя с коробкой передач. Изобретение сцепления приписывают Карлу Бенцу.

Общие сведения

Существует много различных типов сцепления, но большинство основано на одном или нескольких трущихся дисках, плотно сжатых друг с другом или с маховиком пружинами. Трущийся материал очень похож на используемый в тормозных колодках и, как правило, содержит асбест. Плавность включения и выключения передачи обеспечивается плавным соединением/разъединением постоянно вращающегося диска, присоединенного к валу двигателя, и диска, соединенного с коробкой передач.

Нажим на педаль сцепления разжимает диски сцепления, в итоге оставляя между ними свободное пространство, а отпускание педали приводит к плотному обжатию обоих дисков. Почти все стандартные типы сцепления содержат пружины (видны на снимке), смягчающие рывок (демпфер крутильных колебаний), возникающий при резком отпускании педали сцепления.

Влажное сцепление

Влажное сцепление погружено в охлаждающую смазывающую жидкость, которая также сохраняет поверхности чистыми, улучшает производительность и увеличивает срок службы.

Специальные виды сцепления

Для высоких нагрузок, таких как грузовые и спортивные автомобили, применяется также керамическое сцепление с высоким коэффициентом трения, однако оно «схватывает» резко, поэтому непригодно для использования в стандартных автомобилях.

Сцепление в автоматических коробках передач (АКПП)

В классическом виде сцепление в гидромеханических и вариаторных автоматических коробках передач отсутствует и присутствует только в роботизированных трансмиссиях и кулачковых АК1Ш.

В роботизированных коробках передач (МТА) выжимают сцепление и переключают передачи электроприводы, при этом, для большей плавности переключения существуют роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями, работающими по очереди (одно сцепление в работе, другое, со следующей передачей, наготове).

В кулачковых коробках, используемых на спортивных автомобилях, педаль сцепления используется только при старте, далее переключение передач происходит без использования педали.