Фрикционное сцепление

---

Строительные машины и оборудование, справочник

Фрикционное сцепление

Фрикционное сцепление представляет собой муфту, в которой крутящий момент передается за счет сил трения между трущимися поверхностями. Фрикционное сцепление состоит из ведущей и ведомой частей, нажимного механизма и механизма выключения. Ведущая часть сцепления воспринимает от маховика крутящий момент двигателя, а ведомая — передает его первичному валу коробки передач. Нажимной механизм обеспечивает плотное прижатие ведущей и ведомой частей сцепления для создания нобходимого момента трения. Механизм выключения служит для управления сцеплением. Привод выключения сцеплением может быть механическим или гидравлическим. В некоторых конструкциях фрикционных сцеплений для облегчения выключения сцепления применяют пневматический усилитель.

На рис. 1 показаны схемы одно- и двухдискового сцеплений. Ведущая часть однодискового сцепления состоит из маховика, связанного с коленчатым валом двигателя, нажимного диска, кожуха муфты и направляющих пальцев. Ведомая часть имеет ведомый диск, расположенный на валу коробки передач, установленном в роликоподшипнике. Нажимной механизм состоит из пружин, установленных в кожухе. В механизм выключения сцепления входят пальцы, опоры выключающих рычагов, отжимные рычаги, передвижная муфта, педаль, тяга, вилка выключения, отжимная пружина. Все детали помещены внутри картера маховика и картера муфты сцепления. В двухдисковом сцеплении ведущая часть состоит из двух ведущих дисков с направляющими пальцами, а ведомая — из дисков. Для обеспечения необходимой «чистоты» выключения служат отжимная пружина и регулировочный болт промежуточного диска.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Рис. 1. Схемы фрикционных сцеплений:
а — однодисковое; б — двухдисковое

Материалом ведущих дисков является обычно чугун, ведомых — сталь, облицованная фрикционными материалами. Для уменьшения момента инерции ведомых дисков их делают из тонкой листовой стали, пружинящие свойства которой позволяют повысить плавность включения и выключения муфты.

Наиболее распространены на автомобилях и тракторах однодисковые сухие фрикционные сцепления с механическим приводом управления. Такие сцепления надежны, износоустойчивы, просты по конструкции и дешевы в изготовлении. Сцепление обычно располагается в картере, закрепленном на блок-картере двигателя, и состоит из ведущей и ведомой частей, механизмов выключения и управления. Ведущая часть сцепления состоит из маховика соединенного болтами с кожухом, и ведущего (нажимного) диска. Диск связан с кожухом пружинными пластинами, через которые вращение от кожуха передается на диск; пластины допускают также осевое перемещение диска при выключении сцепления. Ведомая часть сцепления состоит из стального диска с приклепанными к нему фрикционными накладками и ступицы, надетой на шлицы первичного вала коробки передач. Диск и ступица соединены между собой через гаситель крутильных колебаний пружинами. Нажимной механизм сцепления включает в себя шестнадцать нажимных пружин, которые опираются на диск через теплоизолирующие прокладки.

Механизм выключения состоит из четырех рычагов, муфты, с упорным подшипником и вилки, охватывающей муфту. Выключающие рычаги 8 установлены на осях вилок и присоединяются к диску шарнирно с помощью игольчатых подшипников и осей. Вилки присоединяются к кожуху сферическими регулировочными гайками таким образом, что могут качаться при повороте выключающих рычагов. Против внутренних концов рычагов 8 на втулке установлена подвижно муфта, удерживаемая в исходном положении оттяжной пружиной.

Привод управления сцеплением состоит из педали, закрепленной на валике. На этом же валике размещен рычаг, соединенный с рычагом регулируемой тягой. При нажатии на педаль сцепления валик поворачивается и рычагом перемещает тягу выключения сцепления. Перемещение тяги влечет за собой поворот валика с вилкой. Вилка, поворачиваясь, перемещает вперед муфту, которая нажимает на рычаги, заставляя их поворачиваться вокруг осей. Наружные концы рычагов отводят назад ведущий диск, преодолевая сопротивление пружин. Ведущий диск перестает нажимать на ведомый диск, и сцепление выключается. При отпускании педали муфта выключения отходит назад под действием пружин, и сцепление включается.

При гидравлическом приводе управления сцеплением, который применяется на всех легковых и некоторых грузовых (ГАЗ-66) автомобилях, педаль выключения сцепления соединена с толкателем главного цилиндра, действующим на его поршень. При нажатии на педаль поршень, перемещаясь вперед, перекрывает компенсационное отверстие, через которое сообщается рабочая полость цилиндра с бачком, и вытесняет рабочую жидкость по трубопроводу из главного цилиндра в рабочий. Под давлением жидкости поршень рабочего цилиндра перемещается вправо и через толкатель действует на вилку, которая отводит выжимной подшипник и выключает сцепление. Гидравлический привод управления сцеплением имеет более высокий КПД, чем механический привод, обеспечивает плавность включения сцепления, дает возможность осуществления дистанционного управления в машинах с задним расположением двигателя или с опрокидывающейся кабиной.

Рис. 2. Однодисковое автомобильное сцепление

Рис. 3. Механический привод управления сцеплением

Рис. 4. Гидравлический привод управления сцеплением

В большегрузных автомобилях (МАЗ-500), имеющих механический привод сцепления, для облегчения управления иногда применяют пневматический усилитель. Схема такого усилителя приведена на рис. 87. Усилитель состоит из силового цилиндра и клапана управления. В силовой цилиндр сжатый воздух подается из пневматической системы автомобиля. В рабочей полости силового цилиндра установлен поршень, шток которого соединен с тягой выключения сцепления. С этой же тягой соединена через узел педаль. Узел допускает свободное перемещение нижнего конца педали относительно тяги на величину Д. Это необходимо для управления клапаном с помощью тяги и рычага, связывающих шток клапана управления с педалью. Клапан управления закреплен на штоке силового цилиндра и включает в себя кроме штока корпус и пластинчатый затвор.

При отпущенной педали сцепления все детали привода и усилителя под действием пружины занимают исходное положение, при котором сцепление включено, а рабочая полость силового цилиндра через шланг и полый шток клапана сообщается с атмосферой. При нажатии на педаль ее нижний конец смещается на величину Д относительно тяги, и рычаг поворачивается против часовой стрелки, перемещая влево рычаг. Рычаг, упираясь в пластинчатый затвор, передвигает его влево, открывая доступ сжатому воздуху из баллона через полости А и Б и шланг в силовой цилиндр. Под действием давления сжатого воздуха шток передает дополнительное усилие на тягу, облегчая выключение сцепления.

Рис. 5. Схема пневматического усилителя привода сцепления при отпущенной педали (а) и при нажатии на педаль (б)

Рекламные предложения:

Читать далее: Гидравлические и электромагнитные сцепления

Категория: — Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум

---

---

Момент сцепления | Автокомпоненты.

Бизнес. Технологии. Сервис

Как известно, все началось с однодискового сухого сцепления. Этот классический образец автомобильного сцепления состоит из нажимного диска, ведомого диска с фрикционными накладками и с гасителем крутильных колебаний и выжимного подшипника. Такое решение – конструктивно надежное и достаточно компактное – использовалось уже в начале прошлого века. Нажимной диск такого сцепления состоит из непосредственно самого диска, корпуса и диафрагменной пружины. И надежность такого узла обеспечивает сама его конструкция: пружина после специальной обработки становится прочной и может выдерживать без замены множество циклов работы.

Ведомый диск сцепления имеет фрикционные накладки, которые соединены с диском через пластины-сегменты. За счет такой конструкции удается нивелировать возможные отклонения параллельности поверхностей трения маховика и нажимного диска и обеспечить плавность включения сцепления. Из-за того, что маховик и нажимной диск контактируют неравномерно, повышается износостойкость накладок и исключается их перегрев.

Ключевой компонент сцепления – фрикционная накладка, от которой и зависит надежность всего узла, а также эффективность работы всей трансмиссии. В составе фрикционной накладки есть специальные армированные волокна и углеродные нити, которые обеспечивают стабильность коэффициента трения. Но главная проблема накладок – уменьшение их толщины в ходе эксплуатации и износа. Из-за уменьшения толщины меняется положение мембраны пружины и снижаются усилие сжатия сцепления и сила выжима. В ZF предложили свое решение этой проблемы – диски сцепления с функцией компенсации износа XTend. В случае с такими дисками износ накладок регулируется при каждом включении сцепления. Выравнивающий механизм компенсирует уменьшение толщины накладок путем поворота установочного кольца. Происходит это таким образом: ограничитель на корпусе сцепления смещает пружинную защелку точно на величину износа, фиксатор с помощью пружин растяжения входит в зазор и установочная пружина фиксируется в новом положении. При следующем выключении сцепления установочное кольцо поворачивается, а пружина занимает изначальное положение.

Упруго-фрикционный гаситель колебаний ответствен за снижение крутильных колебаний, шумов и вибрации. Эффективность работы этого компонента позволяет снизить амплитуду резонансных крутильных колебаний и трансмиссии, и коленвала двигателя. В качестве выжимного подшипника в таких сцеплениях используются радиальные самоустанавливающиеся подшипники с вращающимся внутренним кольцом, которые на всем своем сроке работы не требуют регулировки и обслуживания.

«Классическое» сцепление до сих пор используется в механических КПП большого числа автомобилей.

Как известно, одной из движущих сил в сфере новых разработок для автомобилестроения являются экологические нормы и стандарты. В области двигателестроения это означает разработку моторов, способных работать в более экологичных режимах. Но как раз в таких режимах работа мотора характеризуется ростом крутильных колебаний, гасить которые приходится именно в сцеплении. Для этого стали использовать демпферы фрикционного диска с пружинами различной жесткости, а также с дополнительными фрикционными элементами. Новым этапом «борьбы» с крутильными колебаниями стали двухмассовые маховики. Такой маховик представляет собой двухсоставный большой плоский диск, между частями которого находятся упругие демпфирующие элементы.

Двухмассовый маховик марки Sachs имеет корпус, разделенный на две части, главную и вспомогательную. Вспомогательный маховик вкручен в главную часть с помощью подшипника скольжения. Между маховиками находится пружинная система гашения колебаний. Пружины работают по системе последовательного включения и располагаются с наружной стороны на ползунах из пластика и тарелках пружин. Двухмассовый маховик, таким образом, решает проблему резонанса, при этом работает в высокомощном диапазоне и приспособлен работать в режиме максимального крутящего момента двигателя. При этом крутильные колебания двигателя снижаются до оптимальных показателей и почти полностью исключается негативное воздействие колебаний на трансмиссию автомобиля.

Переход на двойное сцепление, которое впервые стал использовать Volkswagen в 6-ступенчатой механической КПП DSG – Direct Shift Gearbox, стал новым прорывом в области трансмиссий. Такая коробка передач имеет два соосных вала и два пакета сцепления, работающих под управлением автоматики. Конструкция такой КПП – с компактным и надежным сцеплением – обеспечивает непрерывность в передаче крутящего момента.

Неправильная эксплуатация сцепления приводит к неисправностям и преждевременному выходу из строя этого узла. Среди наиболее распространенных причин сокращения срока службы сцепления отметим такие причины, как:

• трогание с места на высокой передаче или трогание с повышенной частотой вращения. Из-за этого значительно сокращается срок службы фрикционных накладок;
• остановка автомобиля на подъеме с буксующим сцеплением;
• регулировка скорости езды через пробуксовывание сцепления;
• торможение с помощью сцепления;
• перегруженность автомобиля и буксирование нагруженного прицепа;
• последовательные (с короткими промежутками) трогания с места на крутых подъемах;
• частое маневрирование.

При езде с горы на низком передаточном числе КПП и при высокой скорости качения диск сцепления начинает вращаться с частотой, которая значительно превышает частоту вращения двигателя. Из-за этого фрикционные накладки отрываются и заклиниваются между маховиком и корпусом нажимного диска. Внезапное выключение сцепления приводит к сильным толчкам, что подвергает износу корзину сцепления и диск сцепления. В самых крайних случаях диски сцепления могут попросту разломиться, а осколки могут повредить корзину сцепления, двигатель и коробку передач. И, наконец, высокое передаточное число в системе выключения сцепления оказывает негативное воздействие на усилие сжатия сцепления. Это может привести к пробуксовыванию сцепления, а также к преждевременному износу накладок. 

Что такое сцепление в машине? и типы сцеплений —

Что такое сцепление в автомобиле? & Типы муфт

21 сентября 2022 г. администратор 0 Комментарии

Муфта представляет собой механическое устройство, которое специально включает и отключает передачу мощности от ведущего вала к ведомому валу. В сцеплении один вал обычно соединен с двигателем или другим силовым агрегатом, а другой вал обеспечивает выходную мощность для работы.

Сцепление, используемое в автомобиле, очень похоже по конструкции и работе. Есть некоторые различия в деталях рычажного механизма, а также в узлах прижимной пластины. Различные типы сцеплений, используемых в автомобиле, зависят от типов сцеплений и использования трения.

Сцепление состоит из маховика, диска сцепления, промежуточной пластины и крышки сцепления. В муфтах используется несколько винтовых пружин, но в некоторых используется диафрагменная или коническая пружина. Тип фрикционных материалов также различается в сцеплениях разных легковых автомобилей.

Типы сцеплений, которые используются в автомобильной промышленности:

1. Фрикционная муфта
2. Однодисковое сцепление
3. Многодисковое сцепление
4. Муфта конусная
5. Центробежная муфта
6. Муфта полупроводниковая
7. Коническая пружинная или диафрагменная муфта
8. Прижимная муфта
9. Гидравлическое сцепление
10. Электромагнитная муфта
11. Вакуумная муфта
12. Обгонная муфта или блок свободного хода

Однодисковое сцепление:

Это один из наиболее часто используемых типов сцепления, который используется в большинстве современных легковых автомобилей. Сцепление помогает передавать крутящий момент от двигателя к входному валу трансмиссии, как следует из названия, у него только один диск сцепления.

Состоит из диска сцепления, фрикционного диска, нажимного диска, маховика, подшипников, пружины сцепления и гаек. Однодисковое сцепление имеет только одну пластину, которая крепится к шлицам диска сцепления. Это был один из основных компонентов сцепления.

Диск сцепления представляет собой просто тонкие металлические диски и имеет фрикционные поверхности с обеих сторон. Маховик крепится к коленчатому валу двигателя и вращается вместе с ним. Нажимной диск крепится болтами к маховику через взведенную пружину, которая обеспечивает осевое усилие, чтобы удерживать сцепление во включенном положении. Он может свободно скользить по валу сцепления при нажатии на педаль сцепления. В автомобиле мы управляем сцеплением, нажимая сцепление на педаль для включения передач. Затем пружины сжимаются, и нажимной диск перемещается назад. Теперь диск сцепления освобождается между нажимным диском и колесом, благодаря чему сцепление отключается и может переключать передачи.

Многодисковое сцепление:

В этом типе сцепления есть несколько сцеплений, которые используются для фрикционного контакта с пожарным колесом двигателя, что обеспечивает передачу мощности между валом двигателя и валом коробки передач автомобиля. Количество сцеплений означает большую поверхность трения. Увеличенное количество поверхностей трения также увеличивает способность сцепления передавать крутящий момент. Диски сцепления установлены на вал двигателя и вал коробки передач. Диски сцепления прижимаются винтовыми пружинами и собираются в барабане, каждый из чередующихся дисков скользит по канавкам на маховике, а другой скользит по шлицам на нажимном диске, поэтому каждая разница имеет внутренний и внешний шлицы. Многократное сцепление используется в тяжелых коммерческих транспортных средствах, гоночных автомобилях и мотоциклах для передачи высокого крутящего момента.

Конусная муфта:

Конусная муфта состоит из фрикционных поверхностей в виде конусов. В этом сцеплении используются две конические поверхности для передачи крутящего момента за счет трения. Вал двигателя состоит из охватывающего конуса и охватываемого конуса. Охватываемый конус установлен на шлицевом валу муфты и скользит по нему. Он имеет поверхность трения на конической части. За счет усилия пружины при включении сцепления поверхности трения охватываемого конуса соприкасаются с охватывающим конусом. Когда педаль сцепления нажата, охватываемый конус скользит под действием усилия пружины, и сцепление выключается.

Центробежная муфта:

Центробежная муфта для удержания муфт во включенном положении. Эти сцепления используют центробежную силу вместо силы пружины в этих типах сцеплений. Сцепление работает автоматически в зависимости от частоты вращения двигателя, поэтому для управления сцеплением не требуется педаль сцепления. Водителю стало так легко остановить автомобиль на любой передаче, не заглушая двигатель. Точно так же вы можете запустить автомобиль на любой передаче, нажав на педаль акселератора.

Полуцентробежная муфта:

Полуцентробежная муфта использует центробежную силу и силу пружины для удержания ее во включенном положении. Полуцентробежное сцепление и пружины сцепления расположены одинаково на нажимном диске. Пружины сцепления предназначены для передачи крутящего момента при нормальной частоте вращения двигателя, в то время как центробежная сила способствует передаче крутящего момента при более высокой частоте вращения двигателя.

При нормальных оборотах двигателя, когда передача мощности низкая, пружины удерживают сцепление во включенном состоянии, утяжеленные рычаги не оказывают давления на нажимной диск. При высоких оборотах двигателя, когда передача мощности высока, грузы срабатывают, а рычаги также оказывают давление на диск, удерживая сцепление в нажатом состоянии.

Муфта с конической пружиной или диафрагменная муфта:

Мембранная муфта состоит из диафрагмы на конической пружине, которая создает давление на нажимной диск для включения муфты. Пружина может быть пальчикового или корончатого типа, прикрепленная к нажимной пластине. В этих типах сцепления мощность двигателя передается от коленчатого вала к маховику. Маховик имеет фрикционную накладку и соединен со сцеплением. В диафрагменном сцеплении диафрагма представляет собой коническую форму пружины, когда мы нажимаем на педаль сцепления, внешний подшипник перемещается к маховику, нажимая на диафрагменную пружину, которая толкает нажимной диск назад. При этом давление на пластину снимается, и сцепление отключается. Когда мы отпускаем педаль сцепления, нажимной диск и диафрагменная пружина возвращаются в нормальное положение, и сцепление включается.

Кулачковая и шлицевая муфта:

Типы кулачковой муфты используются для блокировки двух валов вместе или для соединения ошибки и вала есть две части муфты. Одна из них представляет собой кулачковую муфту с внешними зубьями, а другая представляет собой скользящую муфту с внутренними зубьями. Оба вала сконструированы таким образом, что один будет вращать другой с одинаковой скоростью и никогда не проскальзывает. Когда два вала соединены, вы можете сказать, что сцепление включено, чтобы отключить сцепление. Скользящие втулки перемещаются назад по шлицевому валу, не касаясь ведущего вала. Шлицевое сцепление Dorgon в основном используется в автомобилях с механической коробкой передач для записи разных годов.

Электромагнитная муфта:

Эти типы муфт приводятся в действие электрически, но крутящий момент передается механически, поэтому этот тип муфты известен как электромагнитная муфта. Электромагнитная муфта имеет маховик, состоящий из обмотки. Электричество подается от батареи, когда электричество проходит через обмотку. Он создает электромагнитное поле, которое заставляет нажимную пластину зацепляться. При отключении электроэнергии сцепление выключается. Эти муфты не имеют механического рычага для управления их включением, поэтому они обеспечивают быструю и плавную работу. Электромагнитные муфты наиболее подходят для дистанционного управления, что означает, что вы можете управлять муфтой на большом расстоянии.

Вакуумное сцепление:

Вакуумное сцепление использует существующий вакуум в коллекторе двигателя для работы сцепления. Вакуумная муфта состоит из ресивера, обратного клапана, вакуумного цилиндра с поршнем и электромагнитного клапана.

Гидравлическое сцепление:

Гидравлическое сцепление приводится в действие давлением масла. В нем меньше деталей, чем в других сцеплениях, которые состоят из аккумулятора, регулирующего клапана, цилиндра с поршневым насосом и резервуара.

Механизм свободного хода:

Муфта механизма свободного хода также известна как пружинная муфта, обгонная муфта или муфта свободного хода. Это самая важная часть любого овердрайва. Передача мощности в одном направлении аналогична велосипедам. Муфта свободного хода часто устанавливается за коробкой передач.

Сборка сцепления Sourcing & Parts Supplier

Компания Mechanical Power помогла закупить детали для различных узлов сцепления, которые обычно используются в трансмиссиях транспортных средств, но также используются во многих различных типах промышленного оборудования.

Типы узлов сцепления

• Ременная муфта: Ременная муфта состоит из набора ремней и шкивов, которые натягивают ремни для увеличения трения. Эти типы узлов сцепления используются в газонокосилках, сельскохозяйственной технике и снегоуборщиках.
• Кулачковая муфта: Эта нескользящая муфта с принудительным зацеплением используется в тех случаях, когда проскальзывание невозможно. Эти узлы сцепления чаще всего используются для механических коробок передач в транспортных средствах.
• Гидравлическая муфта: В гидравлической муфте ведущий и ведомый элементы не соприкасаются. Работа сцепления осуществляется за счет движения гидравлической жидкости. Гидравлические муфты используются в некоторых автомобилях, тепловозах, промышленном оборудовании и вилочных погрузчиках.
• Электромагнитная муфта: Электромагнитная муфта в сборе содержит электромагнит, который включает муфту. Эти типы сцепления очень плавные.
• Обгонная муфта: Муфта свободного хода или муфта свободного хода в сборе могут отключаться, если внешняя сила заставляет ведомый вал вращаться быстрее, чем ведущий вал.

Чтобы выбрать наилучший узел сцепления для данного применения, необходимо учитывать множество факторов. Указание сцепления только по лошадиным силам может дать полдюжины потенциальных кандидатов. Добавление таких критериев, как частота циклов, доступность метода приведения в действие и предпочтительный монтаж, будет иметь эффект выбора.

Что такое узел сцепления?

Муфты используются для соединения первичного двигателя (двигателя или двигателя) с нагрузкой таким образом, что передача крутящего момента прерывается. Муфты используются для включения широкого спектра насосов, вентиляторов и конвейеров в промышленных, мобильных и коммерческих машинах.

Основное назначение узла сцепления состоит в соединении и разъединении двух вращающихся валов . Один вал соединен с источником энергии или двигателем, а другой вал, который приводится в движение источником энергии, обеспечивает мощность или крутящий момент, который приводит в движение транспортное средство или механизм. Узел сцепления соединяет два вала тремя различными способами:

• В зацеплении: валы заблокированы для вращения с одинаковой скоростью.
• Проскальзывание: валы заблокированы вместе, но движутся с разной скоростью.
• Выключен: валы не заблокированы и вращаются с разной скоростью.

Существует множество типов узлов сцепления для различных областей применения. Большинство узлов сцепления представляют собой фрикционные муфты, которые работают с использованием сил трения для синхронизации скоростей между двумя валами. Некоторые фрикционы также могут работать с небольшим проскальзыванием.

Детали узла сцепления

Узлы сцепления состоят из нескольких составных частей, включая маховик, диск сцепления, нажимной диск, крышку, пружины и подшипники.