Сцепление и главная передача

СЦЕПЛЕНИЕ.

Привести схему  фрикционного сцепления и объяснить  назначение , конструкцию и принцип работы.

Привести схему  привода сцепления автомобиля КамАЗ-5320 и объяснить его устройство и работу.

Предъявляемые требования к сцеплению и порядок  регулировки. 
 

ГЛАВНАЯ ПЕРЕДАЧА.

Назначение и  типы главных передач, их конструктивные особенности.

Привести  кинематическую схему разнесенной  главной передачи автомобиля МАЗ-500 и объяснить ее устройство и работу.

Привести  схемы полуосей и объяснить их конструктивное различие по степени нагруженности. 
 

     Сцепление

     Сцепление является первым устройством трансмиссии  и предназначено для передачи крутящего момента от маховика коленчатого  вала двигателя к первичному валу коробки передач. Принцип действия сцепления основан на использовании сил трения, возникающих между дисками. Ведущие диски сцепления воспринимают от маховика крутящий момент двигателя, а ведомые диски передают этот момент двигателя первичному валу коробки передач. Нажимное устройство (нажимные пружины) обеспечивают плотное прижатие ведущих и ведомых деталей сцепления для создания необходимого момента трения. Крутящий момент от ведущих деталей передается на ведомые за счет сил трения. При этом сцепление позволяет водителю кратковременно прерывать передачу крутящего момента, как бы отделять двигатель от трансмиссии, а затем и плавно их соединять. 

Сцепление предназначено для:                         

- отсоединения двигателя от трансмиссии при переключении передач,

резком торможении;

- плавного соединения двигателя с трансмиссией при трогании с места;

- предохранения двигателя и трансмиссии от перегрузок;

- передачи крутящего момента от двигателя на коробку передач. 

     По  виду энергии различают:

-  механические;

- гидравлические;

- электромагнитные муфты сцепления.

 Наиболее  распространённые механические муфты сцепления.

     По  виду трения – на сухие и работающие в масле (мокрые).

     По  режиму включения – постоянно  замкнутые и непостоянно замкнутые.

По числу  ведомых дисков – одно- , двух- и  многодисковые. 
По типу и расположению нажимных пружин – с расположением пружин по периферии нажимного диска и с центральной диафрагменной пружиной.

     По  способу управления – с механическим, гидравлическим, электрическим или комбинированным приводом (например, гидромеханическим). 

                      Привод управления(или выключения) сцепления

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 

Рисунок 1 Гидравлического  привода управления (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 - нажимной подшипник; 9 - вилка выключения сцепления; 10 - рабочий цилиндр; 11 - трубопровод; 12 - главный цилиндр; 13 - педаль сцепления; 14 - картер сцепления; 15 - шестерня первичного вала; 16 - картер коробки передач; 17 - первичный вал коробки передач

 
Привод выключения сцепления (гидравлического типа) состоит из :

- педали,

- главного цилиндра,

- рабочего цилиндра,

- вилки выключения сцепления,

- нажимного подшипника,

- трубопроводов. 

     При нажатии на педаль сцепления, усилие ноги водителя, через шток и поршень, передается жидкости, которая, в свою очередь, передает давление от поршня главного цилиндра на поршень рабочего. Далее шток рабочего цилиндра перемещает вилку выключения сцепления и нажимной подшипник, который и передает усилие на механизм сцепления. Когда же водитель отпустит педаль, то под воздействием возвратных пружин все детали привода займут исходные позиции. 
         В гидравлическом приводе сцепления автомобилей ВАЗ применяется тормозная жидкость «Нева», «Роса», «Томь» и аналогичные им. Однако при покупке жидкости или, по крайней мере, перед тем как заливать ее в бачок привода, стоит прочитать то, что написано на этикетке флакона. Существуют жидкости, которые не подлежат смешиванию с другими. 
На переднеприводных автомобилях Волжского автозавода используется механический привод, где педаль сцепления связана с вилкой выключения с помощью металлического троса.  
 

Механизм  сцепления 
Механизм сцепления представляет собой устройство, в котором происходит передача крутящего момента за счет работы сил трения. Именно механизм сцепления позволяет кратковременно разъединять двигатель и коробку передач, а затем вновь плавно их соединять. Элементы механизма заключены в картер сцепления, который крепится к картеру двигателя. 
 
Механизм сцепления состоит из (рисунок 1):

- картера и кожуха,

- ведущего диска (которым является маховик коленчатого вала двигателя),

- нажимного диска с пружинами,

- ведомого диска со специальными износостойкими накладками.

 
Ведомый диск, связанный с первичным  валом коробки передач, постоянно  прижат к маховику нажимным диском под воздействием очень сильных  пружин. За счет огромных сил трения между маховиком, ведомым и нажимным дисками, все это вместе, как единое целое, вращается при работе двигателя. Но это только тогда, когда водитель не трогает педаль сцепления, независимо от того едет ли или стоит на месте его автомобиль. 
А для начала движения машины, необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами (через первичный вал коробки передач и другие составляющие трансмиссии), к вращающемуся маховику, то есть - включить сцепление, привести его в состояние монолита. И это сложная задача, так как угловая скорость вращения маховика составляет 20 - 25 оборотов в секунду, а скорость вращения ведущих колес – ноль.

 
 

 
 
 
 

                                    Схема работы когда сцепление включено

                                               
             Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль, при этом нажимной диск отходит от маховика и освобождает ведомый диск, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач. Нажимать на педаль сцепления следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали.

 
 
 
 
 
 
 

                       Схема работы когда сцепление выключено 
 

Механизм сцепления Камаз-5320 состоит (рисунок 2) из ведущих деталей, ведомых деталей, нажимного устройства, механизма выключения. 

                 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 2  Механизм сцепления  Камаз 5320

     1- ведомый диск; 2- ведущий диск; 3- установочная втулка; 4- нажимной диск; 5-вилка оттяжного рычага; 6- оттяжной рычаг: 7-пружина упорного кольца; 8-шланг смазывания муфты; 9-петля пружины; 10-выжимной подшипник; 11-оттяжная пружина; 12-муфта выключения сцепления; 13- вилка выключения сцепления; 14- упорное кольцо; 15- вал вилки; 16- нажимная пружина; 17- кожух; 18-теплоизолирующая шайба; 19- болт крепления кожуха; 20- картер сцепления; 21-маховик; 22-фрикционная закладка; 23- первичный вал; 24- диск гасителя крутильных колебаний; 25- пружина гасителя крутильных колебаний; 26-кольцо ведомого диска; 27-механизм автоматической регулировки положения среднего ведущего диска 

                            

     К ведущим деталям относятся средний  ведущий диск, нажимной диск,

кожух сцепления. Средний ведущий диск (рисунок 3, а) отлит из чугуна и установлен в пазах маховика на четырех шипах, равномерно расположенных по окружности диска. Для обеспечения вентиляции сцепления, лучшего отвода тепла и снижения веса в теле диска выполнены окна, разделенные между собой внутренними ребрами. В шипах размещен рычажный механизм, который механически регулирует положение среднего диска при выключении сцепления с целью обеспечения чистоты выключения.

Нажимной диск (рисунок 3, б) отлит из серого чугуна, как и средний ведущий диск, установлен в пазах маховика на четырех шипах. С одной стороны диск имеет шлифованную поверхность, с другой – 12 бобышек для установки нажимных пружин.

      

     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                              Рисунок 3  Диски сцепления

а –  средний ведущий диск; б - нажимной диск; в -  ведомый диск с демпфером в сборе: 1-ступица; 2-заклепка; 3-обойма демпфера; 4-ведомый диск; 5-фрикционная накладка; 6- пружина демпфера 

Каждый шип  со стороны кожуха имеет прилив, в котором профрезерован паз  и расточены два отверстия для установки оси рычага выключения сцепления.

Кожух сцепления  стальной, штампованный, устанавливается  на картере маховика на двух установочных втулках и крепится 12 болтами.

В кожухе имеются 12 углублений для установки пружин и отверстия для установки вилок рычагов.

     К ведомым деталям относятся два  ведомых диска с демпфером, ведомый вал сцепления (он же первичный вал коробки передач). Ведомый диск (рисунок 3, в) состоит из диска с фрикционными накладками, ступицы диска, демпфера (гасителя крутильных колебаний). Ведомый диск изготовлен из стали. В центре диска имеется отверстие для установки ступицы. В диске выполнены восемь окон для пружин демпфера. По периферии диска с обеих сторон приклепаны заклепками фрикционные накладки, изготовленные из асбестовой композиции. Ступица имеет внутренние шлицы, которыми устанавливается на шлицах первичного вала коробки передач. В ступице также выполнены восемь окон для пружин демпфера. Демпфер служит для гашения крутильных колебаний, которые возникают в двигателе и трансмиссии. Из-за неравномерности работы двигателя и упругости коленчатого вала происходит постоянное закручивание и раскручивание вала, т.е. возникают собственные крутильные колебания. В трансмиссии имеются валы коробки передач, раздаточной коробки, карданной передачи, полуосей. При резком включении сцепления, торможении автомобиля без выключения сцепления, при наезде колес на препятствие в валах трансмиссии возникают вынужденные колебания. При неравномерной работе двигателя крутильные колебания от двигателя могут передаваться в трансмиссию. Это особенно опасно, когда частота собственных угловых колебаний трансмиссии совпадает с частотой крутильных колебаний. В этом случае наступает резонанс и нагрузка на детали трансмиссии резко увеличивается, что может привести к поломке их. Вынужденные крутильные колебания в трансмиссии, в свою очередь, могут передаваться в двигатель, что резко увеличивает нагрузку на его детали. Поэтому для предохранения от резонансных крутильных колебаний валов в ведомых дисках сцепления устанавливаются демпферы (гасители крутильных колебаний). Демпфер имеет упругий и фрикционный элементы. Упругий элемент служит для изменения частоты колебаний валов и предотвращения явления резонанса, т.е. совпадения частот собственных угловых колебаний и крутильных колебаний, и состоит из восьми цилиндрических пружин. Фрикционный элемент уменьшает амплитуды вынужденных колебаний, преобразуя энергию колебаний в тепло, и состоит из двух обойм, двух дисков, двух фрикционных колец. К фланцу ступицы с обеих сторон приклепаны диски демпфера и обоймы. К ведомому диску с обеих сторон приклепаны фрикционные кольца. Фрикционные кольца и диски демпфера также имеют по восемь окон, окна для пружин совпадают с окнами в ведомом диске и фланце ступицы. В окнах устанавливаются восемь цилиндрических пружин.