книги из ГПНТБ / Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие

От педали сцепления через тяги 11, 13 и рычаг 12 (рңс. V.14, а) усилие от ноги водителя передается на рычаги включения сце­ пления.

Если учесть суммарную силу давления пружин и передаточное число педального привода, то без усилителя сила давления на педаль сцепления превысит 600 Н (60 кгс), что недопустимо много.

Пневматический усилитель, включенный параллельно рычаж­ ному приводу от педали, состоит из цилиндра 1 с полым штоком 9, воздействующем на тягу 13 привода.

Рис. V. 13. График времени срабатывания вакуумного привода сцепления

При нажатии на педаль сцепления рычаг 4, двигаясь по на­ правлению стрелки в овальном отверстии 5 вилки (рис. V.14, б), перемещает тягу 3 с поводком 6. Последний нажимает на шток 7 клапана, открывая доступ сжатому воздуху в левую полость цилиндра через штуцер 8 и трубопровод 2. Поршень 10 при этом

пропорциональность между давлением на педаль и силой на отжимном подшипнике сцепления, является рычажок 4 и овальное отверстие 5 в тяге.

На рис. V.15. представлено сухое однодисковое сцепление с электромагнитным приводом. Включение однодискового фрик­ ционного сцепления осуществляется электромагнитом 1, притяги­ вающим диск 2, в результате чего между ведущими дисками 3 и 5

ПО

6)

Рис. V. 14. Привод сцепления тяжелого автомобиля с пневматическим усилителем

111

изношенной накладке сцепления. Следует отметить, что колеба­ ния ßc за счет износа накладки обычно бывают значительно мень­ шими, чем за счет изменения коэффициента трения д.

Величина удельной мощности Муд влияет на выбор коэф­ фициента ßc. При малой удельной мощности (например, автомо­

жению автомобиля, отнесенный к валу сцепления, будет умень­ шаться. В этом случае коэффициент должен быть принят более высоким, что позволит снизить величину буксования сцепления.

112

Если же ІѴуд велика (например, у легковых автомобилей высокого класса), то величина ßc может быть принята меньшей.

Рис. V. 17.'Характеристики элементов сцепления: а — схема диска сцепления; б — характеристики пружин сцепления

113

Меньщие величины имеют место в сцеплениях многодискового типа.

Момент dM элементарной силы трения

dM — pipоР2 dp da.

Момент трения всей кольцевой накладки М-

Iр2 d р da — 2л\лр0— g—

гб

Для сцепления, имеющего і' пар трения, момент сцепления Mr составляет

Без существенной погрешности средний радиус приложения результирующей касательной силы трения гср, составляющий в формуле (Ѵ.9)

2 R 2 - г 3

ГсР — 3 RZ—r2 ’

может быть представлен более простой формулой

стают работа трения и нагрев сцепления, что должно учитываться при выборе размеров накладок.

Для фрикционной накладки по чугуну, согласно ГОСТ 12238—66, расчетный коэффициент трения р = 0,4. Для разных типов накладок р колеблется в пределах от 0,2 до 0,5.

Пружины сцепления работают по асимметричному циклу с коэффициентом асимметрии г = 0,8 ч- 0,9. В обычных условиях эксплуатации усталостные поломки пружин редко имеют место, так как число циклов нагружения за весь срок службы автомо­ биля не превосходит 1•10е.

При расчете пружин сцепления определяются напряжения кручения в витках т, сила давления вставленной пружины Р'

иее осадка /, коэффициент жесткости пружины kn. Соответствую­ щие расчетные формулы и коэффициенты приведены в табл. Ѵ.З

иѴ.4. В этих формулах: г—число рабочих витков, равное полному числу витков минус 1,5—2,0; G=80ч-85 ГПа [(8ч-8,5) 10Бкгс/см2]

— модуль упругости при кручении.

114

Формулы для расчета пружин

115

При расчете конических пружин необходимо иметь в виду, что радиус г2 основания пружины по мере ее осадки уменьшается. Поэтому кривая I = f (Р) строится по точкам и имеет параболи­ ческую форму.

Характеристики цилиндрической и конической пружин сцеп­ лений представлены на рис. V.17, б. Линии 1,2— характеристики цилиндрической и конической пружин соответственно; / и Р' — осадка и давление вставленной пружины (сцепление включено); А/ = 6t' — дополнительное сжатие пружины при выключении сцепления, где 6 — зазор между каждой парой трущихся поверх­ ностей при выключенном сцеплении; Р"— сила давления пружин

достигнуто за счет увеличения числа рабочих витков і, однако при этом длина пружины увеличивается, или при помощи двойных пружин.

116

Допустимые напряжения кручения для пружин сцепления под действием силы Р не должны превосходить 700—750 МПа [(7— 7,5) 103 кгс/см2].

Пружины сцепления изготовляются из стальной проволоки марки 65Г, 85Г и др. Термообработка — закалка в масле с после­ дующим отпуском. Твердость HRC 38—45.

При расчете сцепления с центральной пружиной необходимо учитывать передаточное число между пружиной и нажимным диском.

Большое внимание должно быть уделено способам регулировки сцепления для компенсации износа фрикционных обшивок. К регу­ лировочным деталям должен быть обеспечен хороший доступ; регулировка должна быть несложной и отличаться стабильностью. Конечно, лучшим решением вопроса была бы полная замена ручной регулировки автоматической.

Соединение ступицы ведомого диска с валиком сцепления осуществляется шлицами прямоугольного или эвольвентного1 профиля.

Шлицы рассчитываются на смятие и срез по формулам: на смятие

где Dm и dm— наружный и внутренний диаметры шлицевого соединений; /ш — длина контакта шлицованной части ступицы с валом; гш — число шлицев (от 6 до 16); Ьш— ширина.шлица.

Центровка ступицы на валу обычно производится по боковым граням или выступам шлицев.

При Ад = 1 напряжения выполненных конструкций составляют на смятие а = 15 -ь 30 МПа (150—300 кгс/см2) и срез т = 5 -н -5- 15 МПа (50—150 кгс/см2).

Характеристика фрикционных пар дана в гл. III.

§ 23. ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ И ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ СЦЕПЛЕНИЯ

Срок службы сцепления до ремонта определяется износо­ стойкостью его фрикционной накладки. Износ накладки зависит от величины работы буксования трущихся пар L, связанной в зна­ чительной степени с режимами включения сцепления, а также от температуры трущихся пар.

Рассмотрим трогание с места и разгон автомобиля на передачах (рис. V.18), где cüm и соа — угловые скорости валов двигателя и сцепления.

1 Размеры эвольвентных шлицев (ГОСТ 6033—51).

117

При рассмотрении процесса включения сцепления можно

прикосновения трущихся пар отпускается медленно, что уве­ личивает время и работу буксования.

Для этого режима включения сцепления коэффициент k3 = = 0,6 -г- 0,9.

Изменение угловой скорости вала двигателя сот и вала сце­ пления соа при трогании автомобиля с места видно из рис. V.18, а и б. ■

В точке а начинается рост оборотов двигателя. Время t 0 от начала трогания автомобиля с места (точка б) до точки со4, когда (öm = соа, соответствует периоду буксования сцепления. Время буксованияt0 в зависимости от режима включения сцепления имеет следующие значения (трогание с места): при резком включе­ нии tо = 0,6 1,1 с; при плавном t0 = 1,6 н- 2,5 с.

118

При последующем разгоне скорость автомобиля возрастает до ѵъ соответствующей максимальной угловой скорости вала двигателя со2.

Эта максимальная угловая скорость вала двигателя опреде­ ляется или ограничителем оборотов, применяемым на двигателях грузовых автомобилей, или же устанавливается по усмотрению водителя.

В точке г сцепление выключается, газ сбрасывается и угловая скорость вала двигателя падает до ©!• Темп падения угловой скорости вала двигателя при сбрасывании педали газа и выключе-

ляет 94— 105 1/с2 (900— 100 об/мин/с) при нормальном тепловом режиме шестицилиндрового карбюраторного двигателя с Nm — = 55 кВт (75 л. с.). За время tx между точками г и д и время последующего выбега происходит переключение передач. Далее отпускается педаль сцепления и одновременно путем нажатия на педаль акселератора увеличивается сот . В момент времени, соответствующий точке е, угловая скорость вала двигателя, достигшая сод, падает вследствие «схватывания» сцепления. Время t'0 соответствует буксованию сцепления при переключении передач. В точке ж угловая скорость вала двигателя состав­ ляет со4, после чего начинается разгон автомобиля на следующей передаче.

Скорость автомобиля ѵ, достигшая в точке г максимального значения на данной передаче, падает в период t3 за счет затухания скорости движения до скорости в точке е. С началом «схватывания» сцепления скорость автомобиля начнет возрастать. Полное врвмя переключения передачи обозначено буквой tA.

Для определения основных параметров, характеризующих работу сцепления, рассмотрим модель двигатель — автомобиль, представленную на рис.Ѵ. 19 [11.13].

119