Общие сведения . Муфта сцепления служит для передачи крутящего момента, быстрого разъединения и плавного соединения двигателя с трансмиссией, необходимых для переключения передач и плавного трогания трактора или автомобиля с места, а также для предохранения двигателя и деталей трансмиссии от перегрузок.
Способность муфты передавать максимальный крутящий момент двигателя характеризуется коэффициентом запаса:
Где Мт - момент трения муфты сцепления;
Меmax - максимальный крутящий момент двигателя.
Коэффициент запаса выбирают в пределах 1,5…4 в зависимости от типа и назначения трактора или автомобиля.
Основные требования к муфтам сцепления: полное выключение и возможность плавного их включения; небольшой момент инерции ведомых частей и наличие тормозного устройства, необходимого для безударного переключения передач в ступенчатых трансмиссиях тракторов; простота и надежность в эксплуатации, легкость в управлении.
Муфты сцепления могут быть: с Силовым замыканием за счет сил трения (механические фрикционные) или Магнитного притяжения (электромагнитные) и с Динамическим Замыканием под действием сил инерции (гидравлические) или Индукционного взаимодействия электромагнитных полей (электрические).
На тракторах и автомобилях, как правило, применяют механические фрикционные дисковые муфты сцепления с силовым замыканием за счет сил трения.
Муфта сцепления имеет три основные части: ведущую, ведомую и механизм управления. На рисунке 1 показана упрощенная схема муфты сцепления. Ведущая часть — маховик 1 двигателя, кожух 5 и нажимной диск 4; ведомая - диск 2 с фрикционными накладками 3 и вал 8, соединенные между собой шлицевой ступицей.
Рис. 1 — Схема фрикционной муфты сцепления:
1 — маховик; 2 — ведомый диск; 3 — фрикционные накладки; 4 — нажимной диск; 5 — кожух муфты сцепления; 6 — пружина; 7 — педаль; 8 — вал.
Принцип действия такой муфты сцепления заключается в следующем.
Под действием пружин 6 ведомый диск зажат между поверхностями маховика и нажимного диска. Вследствие трения они вращаются как одно целое и передают крутящий момент от коленчатого вала двигателя валу 8 трансмиссии.
Для выключения муфты сцепления нажимают педаль 7. При этом нажимной диск, преодолевая усилия пружин, перемещается вправо и освобождает ведомый диск. Передача вращения на ведомый вал 8. прекращается.
Классификация муфт сцепления
Механические фрикционные муфты сцепления классифицируют по следующим признакам:
1) по роду трения - Сухие И Мокрые .
Сухие муфты, как правило, имеют ведомые диски с фрикционными накладками и работают без смазывающей жидкости, а мокрые муфты со стальными ведомыми дисками работают в жидкости (масле);
2) по числу ведомых дисков - Одно -, Двух — и Многодисковые .
Например, муфта сцепления редуктора пускового двигателя, многодисковая, работает в масле, а муфта сцепления, изображенная на рисунке 1, однодисковая, сухая;
3) по типу нажимного устройства — Постоянно замкнутые , если нажимной механизм пружинный, как, например, у муфты на рисунке 1, и Непостоянно замкнутые , если нажимной механизм рычажного типа;
4) по принципу управления - Без усилителя и с Усилителем : рычажно-пружинным (сервомеханизмы), гидравлическим, пневматическим,
5) по передаче крутящего момента трансмиссии - Одно — и Двухпоточные .
Для передачи крутящего момента не одному, а двум потребителям, например коробке передач и механизму отбора мощности, и самостоятельного управления ими применяют двухпоточные муфты сцепления;
6) по назначению - Главная и Дополнительные .
Главной называют муфту сцепления, передающую крутящий момент через трансмиссию на ведущие колеса или звездочки. Ее устанавливают между двигателем и коробкой передач. Муфты сцепления, размещаемые в увеличителе крутящего момента, коробке передач, редукторе механизма отбора мощности и других устройствах, называют дополнительными (или специальными).
Однодисковая постоянно замкнутая муфта сцепления автомобиля ГАЗ-66 имеет стальной ведомый диск 12 (рис. 2) с фрикционными накладками, гасителем крутильных колебаний и ступицей, которая посажена на шлицы вала 17 муфты сцепления. Этот диск расположен между маховиком 11 и нажимным диском 13. Последний размещен в кожухе 14, прикрепленном болтами к маховику, и соединен с кожухом тремя приливами-кронштейнами. Поэтому нажимной диск, кожух и маховик вращаются как одно целое, но при этом нажимной диск может перемещаться в продольном направлении. С помощью пружин 21 нажимной диск 13 прижимается к ведомому диску 12 и плоскости маховика 11, т. е. муфта сцепления находится во включенном состоянии. Сжатие дисков пружинами 21 создает момент трения, позволяющий передавать крутящий момент от двигателя к трансмиссии.
Механизм управления состоит из вилки 20, отводки 18 с упорным подшипником и отжимных рычагов 15 со стойками. Нажимной диск 13 приливами соединен с короткими плечами рычагов 15.
В исходном положении вилка удерживается оттяжной пружиной 22 и между отводкой 18 и рычагами 15 существует зазор. При нажатии на педаль 1 через систему гидропривода вилка 20 перемещает вперед отводку 18, которая нажимает на внутренние концы рычагов 15. Эти рычаги, поворачиваясь в шарнирах стойки, короткими плечами оттягивают нажимной диск 13 назад, преодолевая сопротивление пружин 21. Диски раздвигаются, и муфта сцепления выключается. Для плавного выключения муфты педаль необходимо отпускать постепенно.
Рис. 2 — Однодисковая постоянно замкнутая муфта сцепления автомобиля ГАЗ-66:
1 — педаль; 2 — тяга; 3, 4, 16, 21 и 22 — пружины; 5 — главный цилиндр; 6 — манжета; 7 — шайба-клапан; 8 — поршень; 9 — толкатель; 10 и 15 — рычаги; 11 — маховик; 12 — ведомый диск; 13 — нажимной диск; 14 — кожух; 17 — вал муфты сцепления; 18 — отводка; 19 — шаровая опора; 20 — вилка; 23 — рабочий цилиндр; 24 — толкатель; 25 — поршень рабочего цилиндра; 26 — уплотнительный грибок; 27 — соединительная гидролиния.
Такие муфты сцепления устанавливают на автомобилях легковых, грузовых малой и средней грузоподъемности, а также на тракторах малых тяговых классов.
Двухдисковая постоянно замкнутая муфта сцепления состоит из ведомых дисков 12 и 15 (рис. 3, а) и двух ведущих дисков: промежуточного 14 и нажимного 11. Ведущие диски соединены с кожухом 10 пальцами 13. Если педаль муфты сцепления находится в свободном состоянии, то ведущие и ведомые диски под действием пружин 9 будут прижаты к маховику, т. е. муфта сцепления включена. При нажатии на педаль отводка 5 перемещается вперед, нажимает на отжимные рычаги 4, которые через болты 3 перемещают нажимной диск 11 назад. Диски разъединяются, и муфта сцепления выключается (как показано на рис. 3, а).
Промежуточный ведущий диск 14 отодвигается от переднего ведомого диска 15 с помощью специальных пружин 1, причем перемещение этого диска ограничивается регулировочными болтами 2, что устраняет возможность заклинивания дисков.
Двухдисковые фрикционные муфты сцепления имеют значительный момент трения и поэтому могут передавать большой крутящий момент от двигателя к трансмиссии. Их применяют на автомобилях большой грузоподъемности (Урал-5557, КамАЗ-5320, КрАЗ-221 и др.) и на тракторах тяговых классов 1,4 и выше (МТЗ-100, МТЗ-102, ДТ-75МВ, Т-150, Т-150К, Т-130М и др.).
Рис. 3 — Типовые схемы фрикционных муфт сцепления:
А — двухдисковая постоянно замкнутая: 1 — отжимная пружина промежуточного диска; 2 — регулировочный болт; 3 — отжимной болт; 4 — отжимной рычаг; 5 — отводка; 6 — вал муфты сцепления; 7 — вилка выключения; 8 — тяга; 9 — нажимная пружина; 10 — кожух; 11 — нажимной диск; 12 — задний ведомый диск; 13 — направляющий палец; 14 — промежуточный диск; 15 — передний ведомый диск; 16 — маховик; б — непостоянно замкнутая: 1 — маховик; 2 — передний ведомый диск; 3 — средний ведущий диск; 4 — нажимной ведомый диск; 5 — нажимной кулачок; 6 — крестовина; 7 — серьга; 8 – передвижная муфта; 9 — вилка; 10 — тяга; 11 — рычаг; 12 — вал муфты сцепления; 13 — соединительное звено; 14 — палец; в — двухпоточная: 1 — маховик; 2 — ведомый диск главной муфты сцепления; 3 — нажимной диск главной муфты сцепления; 4 — ведомый диск муфты сцепления ВОМ; 5 — нажимной диск; 6 — штифт; 7 — регулировочный болт; 8 — отжимной рычаг; 9 — педаль; 10 — вал главной муфты сцепления; 11 — вал привода ВОМ; 12 и 13 — нажимные пружины.
Однодисковая непостоянно замкнутая муфта сцепления представляет собой ведущий диск 3 (рис. 3, б), свободно посаженный на ступицу ведомого диска 2. С помощью пальцев 14 и упругих соединительных звеньев 13 диск 3 связан с маховиком 1. Ведущий диск расположен между двумя ведомыми дисками 2 и 4 с фрикционными накладками. Передний ведомый диск 2 жестко закреплен на валу 12 муфты сцепления. Задний ведомый диск 4, который одновременно является и нажимным диском, соединен со ступицей ведомого диска 2 шлицевым или зубчатым соединением и может перемещаться вдоль вала.
Нажимное устройство рычажно-кулачкового типа состоит из передвижной муфты 8, серег 7, крестовины 6 и кулачков 5, качающихся на осях в крестовине. При перемеще-нии рычага 11 управления вперед передвижная муфта 8 сдвигается назад, кулачки 5 не действуют на задний ведомый диск 4, диски 2, 3 и 4 не соприкасаются и муфта сцепления выключена. При перемещении рычага 11 назад муфта 8 передвигается вперед и через серьги 7 поворачивает кулачки 5, которые надавливают на нажимной диск 4, сжимая тем самым ведущий и ведомые диски. Муфта сцепления включена.
Такая муфта установлена на тракторе Т-100М.
Двухпоточная постоянно замкнутая муфта сцепления представляет собой сочетание двух муфт сцеплений: главной и привода механизма отбора мощности. Каждая муфта имеет по два ведомых 2, 4 (рис. 3, в) и ведущих 3, 5 диска. При свободном состоянии педали 9 управления муфтой сцепления все ведущие и ведомые диски пружинами 12 и 13 прижаты к маховику 1, и за счет сил трения крутящий момент от двигателя передается через вал 10 трансмиссии, а через вал 11 механизму отбора мощности.
При нажатии на педаль 9 за ее первую половину хода рычаги 8 отводят от маховика 1 оба нажимных диска 3 и 5 с зажатым между ними ведомым диском 4 с помощью пружин 13. В этом положении ведомый диск 2 освобождается и главная муфта сцепления выключается, а ведомый диск 4 муфты сцепления привода механизма отбора мощности продолжает вращаться. При дальнейшем нажатии на педаль 9 (как показано на рис. 3, в) штифты 6 переднего нажимного диска 3 упираются в регулировочные болты 7 и перемещение диска 3 прекращается, а задний нажимной диск 5 продолжает перемещаться назад, преодолевая сопротивление пружин 12, тем самым освобождая ведомый диск 4 и выключая муфту сцепления привода механизма отбора мощности.
Этими муфтами сцепления оборудованы тракторы ЮМЗ-6Л, ЮМЗ-6М и самоходное шасси Т-16М.
Однодисковые сцепления с мембранной пружиной . Мембранная пружина применяется в сцеплениях автомобилей семейств «Москвич» и ВАЗ, а также в сцеплениях грузовых автомобилей особо малой грузоподъемности. Особенностью такого сцепления является то, что в нем функции нажимных пружин и рычагов, отводящих нажимной диск, выполняет мембранная пружина. В свободном состоянии она имеет форму тарельчатого диска в виде усеченного конуса. От отверстия у вершины конуса идут радиальные прорези, образующие 18 лепестков, выполняющих роль выжимных рычагов сцепления.
К преимуществам такой пружины следует отнести то, что она способствует созданию более равномерного и постоянного давления на нажимной диск, а также поддержанию заданного крутящего момента во фрикционном сопряжении по мере изнашивания накладок ведомого диска.
Сцепление с мембранной пружиной (рис. 4, а) состоит из двух неразборных в процессе эксплуатации частей. В одну из них входит кожух 7 с установленными в нем мембранной пружиной 8 и нажимным диском 3, а в другую - ведомый диск 2 с гасителем крутильных колебаний. Кожух центрируется относительно маховика 1 на штифтах и крепится к нему болтами. Крутящий момент от кожуха к нажимному диску передается через три упругие пластины. С внутренней стороны кожуха при помощи ступенчатых заклепок 6 установлены два кольца 5, которые являются опорами для мембранной пружины 8. Располагаясь между кольцами, она имеет возможность прогибаться относительно них.
При включенном сцеплении (рис. 4, б) мембранная пружина 8 благодаря своей форме и установке между опорными кольцами, нагружает нажимной диск 3, надежно зажимая ведомый диск между ним и плоскостью маховика, в результате чего крутящий момент передается на ведущий вал 10 (см. рис. 4, а) коробки передач.
При нажатии на педаль сцепления вилка 11 выключения сцепления перемещает расположенный на муфте выжимной подшипник 9, который через специальное фрикционное кольцо перемещает центральную часть мембранной пружины в сторону маховика (рис. 4, в). При этом ее наружная часть удаляется от него и при помощи фиксаторов 4 перемещает за собой нажимной диск, освобождая при этом ведомый диск. Передача крутящего момента на ведущий вал коробки передач прекращается.
Рис. 4 — Сцепление с мембранной пружиной:
А — продольный разрез; б — сцепление включено; в — сцепление выключено
Примеры конструкции муфт сцепления
Конструкция муфты сцепления автомобиля ГАЗ-53-12 . На автомобиле установлена фрикционная сухая однодисковая постоянно замкнутая муфта сцепления с механическим приводом выключения. Она размещена в картере муфты сцепления, состоящем из верхней 24 (рис. 5) и нижней 41 частей. Передним торцом картер с помощью болтов крепят к заднему торцу блока двигателя, а к заднему торцу картера на шпильках - коробку передач 36.
Ведущие элементы муфты сцепления - маховик 23, нажимной диск 26 и кожух 25. Нажимной диск тремя приливами-кронштейнами связан с кожухом, который прикреплен к маховику болтами. Нажимной диск имеет 12 бобышек, а кожух 25 - 12 выштамповок под установку нажимных пружин 7 муфты сцепления. Между пружинами и нажимным диском установлены теплоизолирующие шайбы 9.
Ведомый элемент муфты сцепления - диск 20 с фрикционными накладками 22, гасителем крутильных колебаний и ступицей 11, которая посажена на шлицы первичного вала 13 коробки передач и может перемещаться по ним.
Рис. 5 — Муфта сцепления автомобиля ГАЗ-53-12:
1 — валик педали сцепления; 2 — втулка валика; 3 и 46 — оттяжные пружины; 4 — кронштейн пружины; 5 — регулировочная гайка тяги; 6 — вилка выключения; 7 — нажимная пружина; 8 — шаровая опора вилки; 9 — теплоизолирующая шайба; 10 — фрикционные шайбы; 11 — ступица ведомого диска; 12 — коленчатый вал; 13 — первичный вал; 14 — передний подшипник; 15 — отводка; 16 — подшипник отводки; 17 — болт крепления маховика; 18 — пружина демпфера; 19 — пластина демпфера; 20 — ведомый диск; 21 — пружинная пластина; 22 — г-фрикционные накладки; 23 — маховик; 24 и 41 — части картера; 25 — кожух; 26 — нажимной диск; 27 — игольчатый подшипник; 28 — пальцы; 29 — опорная вилка; 30 — пружина; 31 и 42 — масленки; 32 — крышка вентиляционного люка; 33 — регулировочная гайка; 34 — оттяжной рычаг; 35 — гибкий шланг; 36 — коробка передач; 37 — задний подшипник; 38 — крышка подшипника; 39 — пластина; 40 — защитный чехол; 43 — кронштейн педали; 44 — рычаг валика педали; 45 — тяга выключения; 47 — педаль.
В момент выключения сцепления нажимной диск отводится от ведомого тремя оттяжными рычагами 34. Через верхнее отверстие с помощью пальца 28 рычаг соединен с приливами нажимного диска, а через нижнее отверстие с помощью пальца, вилки 29, пружины 30 и регулировочной гайки 33 - с кожухом 25. Для облегчения поворота рычага относительно пальцев в отверстиях рычага размещены игольчатые подшипники 27.
Отводка 15 муфты сцепления с напрессованным на нее упорным шарикоподшипником установлена на гильзе передней крышки 38 и может перемещаться по ней. При включенной муфте сцепления отводка 15 смещена назад специальной пружиной. В приливы отводки упирается один конец вилки 6 выключения муфты сцепления. Вилка 6 поворачивается на шаровой опоре 8 и удерживается пластиной 39. Другой конец вилки соединен с тягой 45, имеющей регулировочную гайку 5. Тяга 45 через рычаг 44 и валик 1 соединена с педалью 47 муфты сцепления.
При выключении муфты сцепления нажимают на педаль 47, которая вместе с валиком 1 и рычагом 44 поворачивается и перемещает тягу 45. Усилие от тяги 45 передается вилке 6, которая коротким плечом перемещает отводку 15 вперед, поворачивая рычаги 34. Преодолевая сопротивление пружин 7, короткие плечи рычагов перемещают нажимной диск, тем самым освобождая ведомый диск муфты сцепления.
Муфты сцепления всех автомобилей и некоторых тракторов (МТЗ-100, МТЗ-102, Т-150, Т-150К) оснащают гасителями крутильных колебаний. Они уменьшают амплитуду крутильных колебаний валов и повышают их долговечность. Основные детали гасителя крутильных колебаний (демпфера) - пружины 18, помещенные в окна ведомого диска 20, ступицы 11 диска и пластины 19, и две фрикционные шайбы 10, зажатые с определенным усилием между диском 20 и ступицей 11 и между ступицей 11 и пластиной 19.
Конструкция муфты сцепления трактора Т-150. На тракторе установлена фрикционная сухая двухдисковая постоянно замкнутая муфта сцепления с механическим приводом выключения, имеющим сервомеханизм.
Ведущие детали муфты сцепления - маховик 5 (рис. 6), промежуточный 2 и нажимной 1 диски, кожух 27. Выступы промежуточного и нажимного дисков входят в четыре паза маховика, благодаря чему диски могут перемещаться вдоль оси муфты, вращаясь совместно с маховиком.
Ведомые детали муфты сцепления – два диска 6 с фрикционными накладками и гасителем крутильных колебаний. Эти диски зажаты между маховиком 5, промежуточным и нажимными пружинами 29, которые центрируются в стаканах 28 и 30 нажимного диска и кожуха.
С обеих сторон промежуточного диска установлено по четыре отжимные пружины 8, которые обеспечивают равномерное разъединение ведомых дисков и установку промежуточного диска 2 в среднем положении при выключении муфты сцепления.
Механизм выключения муфты сцепления состоит из отводки 16 и четырех отжимных рычагов 13, которые короткими плечами соединены с приливами нажимного диска, а к длинным плечам рычагов скобами 14 прикреплено нажимное кольцо 26. На рычаги 13 установлены отжимные пружины 9, исключающие самопроизвольное качание рычагов. Отводка 16 состоит из корпуса, шарикового подшипника 23 с упором 17 и уплотнения. Отводка перемещается по цилиндрическому выступу заднего стакана 19 корпуса 18 муфты сцепления. Цапфы отводки входят в зевы вилки 25, которая закреплена на валике 24. Валик поворачивается в опорах корпуса муфты. На правом наружном конце валика 24 закреплен поворотный рычаг 8 (рис. 7), соединенный тягой 3 с педалью 1 управления.
Муфта сцепления снабжена тормозком колодочного типа, притормаживающим ведомые детали муфты при ее выключении, что обеспечивает безударное включение режимов. Тормозок состоит из колодки 22 (см. рис. 6) с приклепанной к ней фрикционной накладкой 21, которая при выключении муфты сцепления прижимается к хвостовику ведомого вала 20 большего диаметра и создает тормозной момент.
Для облегчения выключения муфты сцепления ее привод оснащен механическим сервомеханизмом. Педаль 1 (см. рис. 7) прикреплена к длинному плечу рычага 2, который поворачивается на оси. Ось установлена в цапфах кронштейна 14 и зафиксирована стопорным болтом. Кронштейн прикреплен к корпусу 15 коробки передач. Короткое плечо рычага 2 связано с серьгой 13. Один конец пружины 12 сервомеханизма соединен с серьгой 13, а другой — с тягой 11, шарнирно связанной с кронштейном 10.
Рис. 6 — Муфта сцепления трактора Т-150:
1 — нажимной диск; 2 — промежуточный диск; 3 — уплотнение; 4 и 23 — подшипники; 5 — маховик; 6 — ведомый диск; 7 и 15 — масленки; 8 и 9 — отжимные пружины; 10 — вилка; 11 — стопорная пластина; 12 — регулировочная гайка; 13 — отжимной рычаг; 14 — скоба; 16 — отводка; 17 — упор; 18 — корпус; 19 — задний стакан; 20 — ведомый вал; 21 — фрикционная накладка; 22 — тормозная колодка; 24 — валик выключения; 25 — вилка выключения; 26 — нажимное кольцо; 27 — кожух; 28 и 30 — стаканы пружины; 29 — нажимная пружина.
Длинное плечо рычага 2 через регулируемую тягу 3 соединено с поворотным рычагом 8 валика выключения муфты сцепления.
Для выключения муфты сцепления нажимают на педаль 1. При этом двуплечий рычаг 2 поворачивается вокруг оси и через тягу 3 поворачивает рычаг 8 вместе с валиком. Вилка 9 перемещает отводку 5 вперед, торец (упор) 7 которой действует на упорное (нажимное) кольцо 6, поворачивая отжимные рычаги вокруг пальцев. Короткие плечи рычагов отводят нажимной диск назад, а промежуточный диск при этом под действием пружин устанавливается в среднее положение. Ведомые диски освобождаются, и передача вращения от маховика на вал муфты сцепления прекращается.
Рис. 7 — Привод выключения муфты сцепления трактора Т-150:
1 — педаль; 2 — двуплечий рычаг; 3 — тяга; 4 — задний стакан; 5 — отводка; 6 — нажимное кольцо; 7 — упор; 8 — поворотный рычаг; 9 — вилка выключения; 10 — кронштейн тяги; 11 — тяга сервомеханизма; 12 — пружина сервомеханизма; 13 — серьга; 14 — кронштейн; 15 — корпус коробки передач.
Во время выключения муфты сцепления вместе с валиком выключения поворачивается и рычажок тормозка, перемещая вверх колодку, которая в дальнейшем затормаживает вал муфты сцепления под действием усилия пружины тормозка.
При нажатии на педаль в начальный момент пружина 12 сервомеханизма растягивается. После того как ось симметрии короткого плеча рычага 2 пройдет через линию оси симметрии пружины 12, пружина начинает сжиматься и помогает поворачивать двуплечий рычаг, снижая усилие, необходимое для выключения муфты сцепления.
При отпускании педали под действием силы двадцати нажимных пружин муфты сцепления пружина 12 сервомеханизма растягивается до тех пор, пока ось симметрии короткого плеча рычага 2 не пересечет линию оси симметрии пружины. После этого пружина сжимается и перемещает двуплечий рычаг до упора в пол кабины.
Механизм выключения
Механизм выключения сцепления может иметь Гидравлический, Механический или Пневматический привод.
Гидропривод . Основные элементы - бачок 1 (рис. 8) с тормозной жидкостью, рабочий и главный цилиндры, тяги, шланги и педаль. Педаль 7 сцепления, главный цилиндр 3 с рычагами и тягами составляют отдельный блок, прикрепляемый болтами к кабине автомобиля. Педаль удерживается в исходном (крайнем заднем) положении пружиной 6. Главный цилиндр 3 соединен питательным шлангом 2 с бачком, а гибким шлангом 8 - с рабочим цилиндром 17.
Рис. 8 — Гидропривод сцепления:
1 — бачок; 2 и 8 – питательный и соединительный шланги; 3 — главный цилиндр; 4 — защитный колпак; 5 и 15 — толкатели; 6 и 16 — пружины; 7 — педаль; 9 — поршень главного цилиндра; 10 – манжета; 11 — отжимной рычажок сцепления; 12 — подшипник выключения сцепления; 13 — вилка; 14 – регулировочная гайка; 17 — рабочий цилиндр; 18 — поршень;19 — колпачок перепускного клапана; А и Б — компенсационное и перепускное отверстия
При нажатии на педаль 7 сцепления усилие от нее передается толкателю 5 главного цилиндра. Под действием толкателя поршень 9 перемещается вперед и вытесняет жидкость в рабочий цилиндр. Поршень 18 рабочего цилиндра через толкатель 15 воздействует на внешний конец вилки 13 выключения сцепления, поворачивая ее вокруг опоры. Внутренний конец вилки через подшипник 12 и отжимные рычажки отводит нажимной диск, выключая сцепление.
При отпускании педали сцепления под действием пружин 6 и 16 поршни цилиндров возвращаются в исходное положение, а жидкость из рабочего цилиндра вытесняется поршнем в главный цилиндр. Бачок гидропривода сцепления и тормоза общий, разделен перегородками на три отсека и для удобства контроля за уровнем жидкости выполнен из полупрозрачного материала.
Для удаления воздуха из гидросистемы в рабочий цилиндр ввернут клапан, закрытый резиновым колпачком 19.
Механический привод . Основные элементы - педаль, выжимной подшипник, вилки выключения сцепления и включения тормозка, рычаги вилок и тяг. Нажатием на педаль с помощью тяги, рычага и вилки перемещается вперед выжимной подшипник 4 (рис. 10).
Рис. 9-Механизм выключения сцепления с механическим приводом:
1- педаль; 2 – регулировочный винт; 3 — отжимной рычажок; 4 – выжимной подшипник; 5 — рычаг тормозка; 6 — рычаг выключения сцепления; 7 и 8 — тяги; 9 — упорный болт; 10 — пружина;
Рис. 10 — Механизм выключения сцепления с пневматическим приводом:
1- педаль;6 — рычаг выключения сцепления;8 — тяга; 9 — упорный болт; 10 — пружина; 11 — шток; 12 — пневмокамера; 13 — воздушный баллон; 14 – клапан; 15 — плунжер;16 — корпус следящегоустройства;17 — регулировочная гайка тормозка;18 – отверстие
Он нажимает на внутренние концы отжимных рычажков 3, которые наружными концами отводят нажимной диск от маховика, освобождая ведомый диск, — сцепление выключается. При этом движение от рычага 6 передается через тягу рычага 5 тормозка и вал трансмиссии останавливается.
Для включения сцепления педаль отпускают, отжимные рычажки с выжимным подшипником отходят назад, а нажимной диск под действием пружин прижимает ведомый диск к маховику. При включенном сцеплении между выжимным подшипником и отжимными рычажками должен быть зазор, который соответствует определенному свободному ходу педали.
Для снижения усилия, прикладываемого водителем к педали, механизмы выключения многих тракторов снабжены усилителями. В качестве усилителя рассматриваемого сцепления применен механический сервоусилитель. Он состоит из пружины 10 и кронштейна с упорным болтом 9. В начале хода педали сцепления пружина сжимается, а затем, разжимаясь, помогает полностью выключить сцепление.
На некоторых тракторах и автомобилях в качестве усилителя применен пневматический сервомеханизм.
Пневматический привод.
Такой механизм состоит из пневмокамеры 12 (рис.9, б), закрепленной на корпусе сцепления с левой стороны, и следящего устройства. Корпус 16 следящего устройства соединен через тягу 8 с педалью, а плунжер 15 - с рычагом 6. Если нажать на педаль сцепления, то тяга 8 переместит корпус 16 следящего устройства по плунжеру, испытывающему сопротивление со стороны рычага. Клапан 14, перемещаемый вместе с корпусом, упрется в торец плунжера и откроется.
Сжатый воздух из пневмосистемы трактора через клапан 14 поступит в пневмокамеру и переместит шток 11, который, воздействуя на рычаг вилки, выключит сцепление. При возвращении педали в исходное положение между клапаном 14 и плунжером 15 образуется зазор. Сжатый воздух из пневмокамеры выходит через отверстие 18 следящего устройства в атмосферу.
Техническое обслуживание.
Возможные неисправности
Работоспособность сцепления определяется надежным и плавным соединением ведущей и ведомой частей при включении и полным разъединением при выключении.
При эксплуатации трактора и автомобиля в сцеплении могут возникнуть следующие неисправности: неполное включение (сцепление пробуксовывает), неполное выключение (сцепление «ведет») и сцепление сильно нагревается.
Следует правильно пользоваться сцеплением. Выключать его надо быстро, а включать - плавно и без задержки в полувыключенном положении. При остановке трактора или автомобиля с работающим двигателем нельзя долго держать сцепление выключенным во избежание быстрого изнашивания трущихся поверхностей дисков.
При ТО-2 проверяют работу сцепления и при необходимости регулируют его. Смазывают подшипники через имеющиеся пресс-масленки.
Во время эксплуатации трактора и автомобиля накладки ведомых дисков изнашиваются. В связи с этим нарушается начальная регулировка сцепления. Это можно обнаружить по уменьшению свободного хода педали, который должен быть в определенных пределах. Определенному свободному ходу педали соответствует зазор между отжимными рычажками и выжимным подшипником. Необходимый зазор устанавливают по свободному ходу педали, изменяя длину тяг 8 (см. рис. 9, а) сцепления. Перед регулировкой сцепления предварительно снимают тягу 7 тормозка и освобождают педаль 1 от воздействия пружины сервоусилителя, ввернув до упора болт 9.
Отрегулировав сцепление, регулируют тормозок изменением длины тяги 7 или регулировочной гайкой 17. При правильной регулировке тормозок должен срабатывать после полного выключения сцепления. Неодинаковый зазор между всеми рычажками и выжимным подшипником может привести к перекосу нажимного диска и ненормальной работе сцепления (неполное выключение или включение рывками). Равномерность зазора регулируют отвертыванием или ввертыванием регулировочных винтов 2 при отпущенных контргайках.
В процессе эксплуатации возможны следующие неисправности сцепления.
| Неисправность | Причина | Способ устранения |
| Сцепление пробуксовывает | Нет свободного хода педали сцепленияЗамаслены фрикционные накладки ведомых дисковУсадка или поломка нажимных пружин
Износ фрикционных накладок ведомых дисков |
Отрегулировать сцеплениеПромыть сцепление бензиномЗаменить неисправные пружины
Заменить фрикционные накладки |
| Сцепление ведет | Велик свободный ход педали сцепленияМал ход промежуточного среднего (ведущего) дискаКоробление ведомых дисков
Сломана одна из отжимных тяг Неправильно отрегулирован тормозок |
Отрегулировать сцеплениеОтрегулировать сцеплениеОтрихтовать ведомые диски, при необходимости заменить их
Заменить поломанную тягу Отрегулировать тормозок |
| При выключении сцепление сильно нагревается | Преждевременное включение тормозкаКоробление ведомых дисков | Отрегулировать тормозокОтрихтовать или заменить ведомые диски |
Контрольные вопросы.
Назначение муфты сцепления.
Какие муфты сцепления существуют?
Основные составляющие муфты сцепления.
Принцип действия механической муфты сцепления.
Классификация механических фрикционных муфт сцепления
По роду трения
По числу ведомых дисков
По типу нажимного механизма
По принципу управления
По передаче крутящего момента трансмиссии
По назначению
Однодисковая постоянно замкнутая муфта, ее устройство и принцип работы.
Двухдисковая постоянно замкнутая муфта, ее устройство и принцип работы.
Однодисковая непостоянно замкнутая муфта, устройство и работа.
Двухпоточная постоянно замкнутая муфта сцепления, устройство и работа.
Однодисковые сцепления с мембранной пружиной, устройство и работа.
Описать конструкцию муфты сцепления автомобиля ГАЗ-53-12, трактора Т-150.
Гидравлический механизм выключения сцепления, основные составляющие, принцип работы.
Механический привод выключения муфты сцепления, основные составляющие и принцип работы.
Пневматический привод выключения муфты сцепления, основные составляющие и принцип работы.
Возможные неисправности муфты сцепления и ее ТО, регулировки.
Описать какие могут быть муфты сцепления.
Назначение, основные составляющие фрикционной муфты сцепления, принцип действия зарисовать схему (рис. 1)
Описать классификацию механических фрикционных муфт сцепления.
Принцип работы двухдисковой постоянно замкнутой муфты сцепления, зарисовать схему (рис. 3, а).
Принцип работы однодисковой непостоянно замкнутой муфты, зарисовать схему (рис. 3, б).
Двухпоточная постоянно замкнутая муфта сцепления, ее работа, зарисовать схему (рис. 3, в).
Основные составляющие однодискового сцепления с мембранной пружиной, его работа.
Основные составляющие гидропривода выключения механического сцепления, его работа.
Основные элементы механического привода выключения сцепления, его работа, указать места регулировки.
Как работает пневматический привод выключения сцепления.
Записать основные регулировки механизма сцепления.
Записать основные неисправности механизма сцепления (таблица).
Список литературы.
1. А. М. Гуревич и др. Конструкция тракторов и автомобилей. М.: Агропромиздат, 1989. – с. 124-132
2. В. А. Родичев. Тракторы и автомобили. М.: Колос, 1998. – с. 144-153
3. В. В. Ильяков. Регулировки сельскохозяйственных тракторов. Справочник. М.: Колос, 1996. – с.116-135
4. В. Л. Роговцев и др. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств. М.: Транспорт, 1990. – с. 195-205
Cтраница 1
Муфта выключения снабжается упорным шариковым подшипником (фиг. Значительно реже для этой цели применяется радиальный подшипник (фиг.
Муфта выключения не доходит до тормозка.
Муфта выключения снабжается оттяжной пружиной для обеспечения зазора между муфтой и рычажками (фиг.
Муфта выключения сцепления снабжена упорным подшипником 7, который имеет постоянный запас смазки и в процессе эксплуатации не смазывается. Вилка 8 поворачивается в картере 10 на втулках.
Муфта выключения сцепления снабжена упорным подшипником 7, который имеет постоянный запас смазочного материала, не пополняемый в процессе эксплуатации. Вилка 8 поворачивается в картере 10 на втулках.
Муфту выключения сцепления устанавливают почти исключительно в подшипниках с кожухом и с вращающимся наружным кольцом (фиг.
Смазка муфты выключения производится через гибкий шланг, соединенный с масленкой, установленной на картере сцепления. На а / втомобилях КрАЗ - 2Г7 устанавливается оцепление ЯМЗ-238 - двуХ Д1ЮКО1Вое, сухое, фрикционного типа, с периферийным расположением пружин. Конструкция этого сцепления (рис. 93) мало отличается от однодискоиого. Разница состоит в наличии второго ведомого диска и еще одного (среднего) ведущего диска. Между средним ведущим диском и маховиком устанавливаются отжимные пружины /, которые обеспечивают рассоединение этого диска с ведомыми дисками при выключении сцепления. Нажимной ведущий диск 22 связан с маховиком четырьмя шипами, находящимися на наружной поверхности этого диска.
Подшипник муфты выключения смазывают консистентной смазкой (автомобили ГАЗ. ГАЗ-53Ф, Урал-375 и др.) или маслом, применяемым для смазки двигателя (автомобили ЗИЛ-164, ЗИЛ-157 и др.); на некоторых автомобилях (ЗИЛ-164А, ЗИЛ-167К, ЗИЛ-130) в подшипник выключения закладывают смазку при сборке сцепления на заводе и в процессе эксплуатации не добавляют.
Ход муфты выключения должен быть 22 - 26 мм. Достигается он регулировкой тяг управления.
Подшипник муфты выключения сцепления на автомобилях ГАЗ-53-12 и ЗИЛ-130 (первых выпусков) смазывают из масленки, наполненной консистентной смазкой, для чего необходимо завернуть на два-три оборота крышку масленки. На автомобилях ЗИЛ-130 (последних выпусков в подшипник муфты выключения сцепления смазку закладывают на заводе и при эксплуатации не добавляют.
Корпус 8 муфты выключения свободно посажен на цилиндрическую направляющую корпуса / / подшипника. Через масленку 9 и каналы корпуса 8 муфты выключения смазывают подшипник 10 и посадочные поверхности корпуса и направляющей.
Полный ход муфты выключения у двухдискового сцепления не должен быть меньше 18 2 мм. Регулировка его производится после регулировки величины отхода среднего ведущего диска.
Упорный шарикоподшипник муфты выключения напрессовывают на нажимной упор с натягом 0 003 - 0 028 мм и запрессовывают в корпус муфты по посадке от натяга 0 014 мм до зазора 0 045 мм. Нажимной упор надевают на шейку корпуса муфты выключения с зазором 0 24 - 0 70 мм. Цапфы корпуса муфты выключения должны войти в пазы вилки выключения с зазором 0 105 - 0 285 мм. Торцовое биение рабочей поверхности нажимного упора подшипника не должно превышать 0 15 мм.
Холостой ход муфты выключения Sx и минимальный рабочий ее ход, необходимый для выключения сцепления, приняты в соответствии с данными заводских чертежей.
Сцепление - это крайне важная система для любого транспортного средства, в отсутствии которого нормальная эксплуатация становится просто невозможна. Без продуманного сцепления и прямом соединении двигателя с коробкой передач было бы невозможным переключение передач, плавное движение и остановка с работающим двигателем. К слову, и самого двигателя при таком режиме эксплуатации хватало бы на очень ограниченный срок.
Для чего нужна муфта
Основное предназначение системы сцепления заключается в плавном сопряжении маховика двигателя с первичным валом КПП при смене передачи и в момент начала движения. Другими словами - сцепление позволяет аккуратно и плавно прекратить передачу крутящего момента без необходимости заглушить мотор. Вся система сцепления устроена достаточно сложно, а одним из важных элементов является муфта сцепления, которая присутствует в любом двигателе, не только автомобильном.
В каждом двигателе внутреннего сгорания муфта выключения сцепления обеспечивает возможность мягко, без рывка тронуться с места, а во время движения переключить передачу. При нажатии водителем педали сцепления, именно муфта прекращает плотное прилегание ведущего и ведомого дисков, позволяя коробке временно оказаться в нейтральном положении. Муфта является неотъемлемой частью не только автомобильного двигателя, они имеются и на мотоблоках, бензопилах или на станках с изменяющимся режимом вращения главного вала.
Виды муфт сцепления
Конструкция муфты сцепления не является однотипной, а на каждой модели авто этот узел имеет определенные отличия. Тем не менее, можно выделить определенные сходства в конструкции муфт легкового автомобиля. Неизменными элементами каждой из них являются:
- маховик;
- картер;
- центральный болт крепления кожуха;
- диски;
- первичный вал коробки;
- вилка с центральной нажимной пружиной.
По существующей в настоящее время классификации, все они делятся на одно- и многодисковые, причем последние для транспортных средств применяются относительно редко. Привод у муфты может также отличаться:
Отдельно можно упомянуть электромагнитные муфты, которые можно встретить на тепловозах, на определенных станках - для автомобиля такие не актуальны. Можно выделить и условия эксплуатации - сухие и влажные муфты. Для инструмента, оснащенного двигателем внутреннего сгорания может использоваться и центробежная муфта сцепления, которая в автоматическом режиме соединяет и разъединяет валы, достигая заданной конструкцией скорости оборотов вала.
Как работает муфта
Достаточно удобно разобрать схему работы системы сцепления на всем известной классике. Как и на основной части «легковушек», сцепление здесь однодисковое, сухое. Расположено оно на маховике под картером, который надежно фиксирован к блоку цилиндров болтовыми соединениями. Все усилие от ведомого вала, находящегося на ступице КПП передается посредством пружинно-фрикционного механизма. Включение и выключение системы возможно лишь при непосредственном участии гидропривода.
После того как человек нажимает педаль, усилие идет на главный цилиндр, который передает его уже на рабочий цилиндр. Он задействует вилку выключения, поворачивая ее на шаровом механизме, что приводит к задействованию выжимного подшипника. В итоге он давит на пружину корзины, она прогибается, и "уводит" нажимной диск от ведомого. Передача усилия от мотора становится невозможной. При отпускании педали процесс происходит в обратном порядке.
В автомобилях с автоматическими коробками педали сцепления нет, хотя сама система присутствует, и в норме работает таким образом, что водитель этого практически не ощущает. Активизация происходит за счет специального сервопривода. В зависимости от конструкции, он может быть электрическим или гидравлическим. В автоматах, как правило, используется многодисковое влажное сцепление. Подробный рассказ о принципе и порядке работы всей системы представлен на видео:
Требования, предъявляемые к сцеплению
Вне зависимости от того, какая муфта сцепления установлена и какой привод используется, для сцепления существует ряд требований, которым должна соответствовать система. Помимо главного - высокой способности к передаче усилия, актуальность имеет и ряд других.
Распространенные неисправности муфты сцепления
Несмотря на достаточную сложность конструкции муфты транспортного средства, при правильной эксплуатации проблем с ней практически не возникает. К числу часто встречающихся проблем с муфтой можно отнести всего лишь две - проскальзывание муфты и невозможность разъединить ее полностью.
Проскальзывание муфты сцепления
Наиболее частой причиной такого «поведения» муфты сцепления становится наличие на фрикционных накладках масляных загрязнений. Они могут появиться там после проведения ремонтных работ или простой неаккуратности водителя. Устраняется такое затруднение просто - маховик и прижимной диск тщательно очищаются от масла, после чего проблема проскальзывания сцепления больше не беспокоит автовладельца.
Муфта сцепления может проскальзывать и по другой причине - износ самих накладок и появление на них задиров. В результате этого отпускание педали не приводит к полному контакту дисков. Для исправления такой проблемы требуется отрегулировать свободный ход педали, а если это не помогает, придется заменить фрикционные накладки на новые - другого способа ремонта не предполагается.
Муфта не разъединяется до конца
Причин такому поведению муфты также можно выделить две.
- Недостаточный рабочий ход педали сцепления. Это часто вызывается неумелой настройкой муфты, которая допускает слишком большой свободный ход. Устраняется проблема перенастройкой, которую следует доверить механику или опытному водителю.
- Рычажки, которыми оснащена каждая муфта сцепления изменили первоначальную форму, и отрегулировать их уже невозможно. Они подлежат замене. Иногда при работе муфты с погнутыми рычажками перекашивается сам диск, что влечет за собой повреждение фрикционных накладок. В этом случае они также подлежат безоговорочной замене.
Можно ли продлить срок службы муфты сцепления
Поскольку муфта сцепления не относится к числу деталей, которые легко купить и просто заменить, большинство автовладельцев вполне резонно задумываются над возможностью увеличения срока ее эксплуатации. Каких-либо особых хитростей или способов продления жизни этому автомобильному узлу не существует, достаточно следовать простым и общеизвестным рекомендациям:
Так, банальный процесс смазки должен проводится в строгом соответствии с рекомендованной производителем таблицей смазки. Чрезмерное количество смазки часто приводит к попаданию ее на накладки диска и его пробуксовке. При самостоятельной смазке при помощи шприца не следует делать больше восьми нагнетаний. Естественно, пользоваться следует только теми смазочными материалами, которые рекомендованы производителем конкретного транспортного средства.
Перед детальным изучением вопроса обратимся к историческим данным. Муфта – это слово, произошедшее из голландского и немецкого языков. В русской речи принимает на себя одновременно несколько значений. Нас интересует одно из них – механическое промежуточное устройство, расположенное между валами в автомобиля. Итак, рассмотрим данное устройство подробнее.
Сцепление представляет собой одну из важнейших систем, участвующих в работе транспорта, если она неисправна или вовсе отсутствует, эксплуатировать авто становится невозможно. При отсутствии продуманной и грамотной системы невозможно переключать передачи, останавливать двигатель и проводить простейшие действия.
Муфта: что это такое, и зачем нужна
Главная цель системы сцепления базируется на обеспечении плавного сопряжения маховика с валом коробки в процессе изменения скорости и в начале движения. Благодаря механизму, можно аккуратно прекратить процесс передачи крутящего момента, при этом не будет необходимости заглушать мотор. Устройство является сложным, и один из важнейших его элементов – муфта сцепления.
Функции этого элемента:
- обеспечение рассоединения двигателя с КПП, что происходит очень быстро;
- возможность плавного и последовательно переключения передач в ходе движения автомобиля;
- возможность трогания с места без рывка и без пробуксовок.
Независимо от типа двигателя внутреннего сгорания муфта сцепления способствует плавному и мягкому движению с места, при этом в процессе движения имеется возможность переключения передачи. То есть, когда водитель нажимает педаль, рассматриваемый нами элемент вступает в работу и отвечает за то, чтобы прекратилось плотное прилегание обоих дисков – ведомого и ведущего.
Благодаря такому принципу, коробка передач находится в нейтральном положении.
Виды устройств
Муфта сцепления отличается разнообразием конструкций, и на каждой из моделей авто данный узел обладает своими особенностями. Но устройство имеет сходства, которые выражены в следующих элементах:
- расположение и особенности маховика;
- функциональность и принцип работы дисков;
- расположение центрального болта крепления кожуха;
- наличие вилки с пружиной.
Классификация осуществляется в зависимости от количества дисков, которое может равняться одному или двум. Встречаются устройства с большим количеством дисков, они имеют свои преимущества и особенности эксплуатации.
Исходя из «среды обитания» узла, можно выделить другую классификацию:
- мокрые изделия, соответственно, осуществляющие работу в масляной среде;
- сухие элементы – функционируют в условиях воздушной среды.
По характеру включения элементы могут быть постоянно замкнутыми или незамкнутыми.
По методу влияния на диск выделяют:
- изделия, воздействующие с помощью нескольких пружин;
- элементы, влияющие посредством одной диафрагменной пружины.
Существует несколько методов управления рассматриваемым изделием: механические, гидравлические, комбинированные, электрические.
Как работает
Муфта сцепления имеет достаточно сложное устройство, а схема работы может быть рассмотрена на простом примере. Основная часть легковых автомобилей оснащена , размещенным в области маховика под картером, фиксированным к блоку посредством соединений – болтов. Усилие, которое имеет ведомый вал, передается КПП через действие пружинного механизма. Только в случае участия в системе гидропривода осуществляется ее включение или выключение. В этой системе муфта сцепления легковых автомобилей играет важную роль.
Общий принцип действия
Муфта сцепления работает по такой схеме:
- Человек, сидящий за рулем, нажимает педаль.
- Усилие направляется в область главного цилиндра.
- Последний элемент передает усилие на рабочий цилиндр.
- Он, в свою очередь, приводит в действие вилку выключения, которая поворачивается на шаровом механизме.
- Начинает работать .
- Последняя деталь оказывает давление на корзинную пружину, которая прогибается и разводит диски – ведущий и ведомый.
Таким образом, муфты сцепления работают так, что передать усилие от мотора становится невозможным. Если отпустить педаль муфты сцепления, то процесс начнет происходить в обратном порядке.
Основные неисправности
Несмотря на относительно сложное устройство исправной муфты сцепления, если обеспечить качественную эксплуатацию автомобиля, с ней не возникнет каких-либо проблем. Но есть две самые распространенные трудности – это проскальзывание муфты сцепления и отсутствие возможности ее разъединения.
Неполадка № 1: проскальзывание
Поведение муфты сцепления, проявляющееся таким образом, предполагает присутствие масляных загрязнений в области накладок. Обычно они возникают там после проведения ремонтных процессов или в результате неосторожности водителя. Чтобы устранить эту неполадку муфты сцепления, необходимо очистить маховик и диск от масла.
Есть и другая причина неисправности муфты сцепления, заключающаяся в так называемом отсутствии контакта дисков. Чтобы исправить данные неполадки, потребуется отрегулировать ход педали, а если методика неэффективна, то ничего не остается, как заменить накладки.
Неполадка № 2: невозможность разъединения
Есть две основные причины данной неисправности муфты сцепления:
- Недостаточный ход педали. Обычно такое явление провоцируется тем, что муфта выключения сцепления имеет неверные настройки, предполагающие высокое значение свободного хода. Если нужно устранить проблему, проводится перенастройка изделия, и доверить процесс лучше опытному механику.
- Изменение формы рычажков, которые есть у каждой муфты сцепления, и невозможность их регулирования. В таком случае осуществляется их замена. Нередко в ходе функционирования муфты сцепления происходит перекрашивание диска, из-за чего повреждаются накладки. Они также должны быть заменены.
Резюме
Муфта выключения сцепления – сложное устройство, требующее пристального внимания со стороны водителя. Неисправности этого механизма не только ухудшат качество управления автомобилем, но и могут привести к аварийным ситуациям. Устройство выполняет множество функций в работе автомобиля, поэтому его поломки приводят к серьезным последствиям для многих узлов авто.
