Лебедєв А.Т., Антощенков В.М., Бойко М.Ф. та ін. Трактори та автомобілі. Частина 3. Шасі

Подождите немного. Документ загружается.

За увімкненого зчеплення крутний момент від маховика 13 двигу-

на передається через шипи на середній ведучий

1 і натискний 4 дис-

ки, потім за рахунок сил тертя на фрикційні накладки ведених дисків

3 і через гасильники крутильних коливань на їхні маточини, встанов-

лені на ведучому валу коробки передач. Під час вмикання зчеплення

упорне кільце

11 важелів вимкнення відходить від підшипника муфти

вимикання

9. При цьому утворюється зазор А, що дорівнює 3,6 ± 0,4 мм,

який забезпечує повноту увімкнення зчеплення.

Зменшення зазору

А порівняно з установленим технічними умова-

ми призводить до проковзування дисків і як наслідок — до підвище-

ного зношення фрикційних накладок ведених дисків, зменшення пе-

редаваного крутного моменту, перегрівання зчеплення тощо. У разі

збільшення зазору

А понад допустимі межі зчеплення вимикається не

цілком, що також призводить до швидкого зношення фрикційних на-

кладок веденого диска й утруднення перемикання передач, особливо

під час рушання автомобіля з місця.

При вимиканні зчеплення муфта вимикання

9 з підшипником че-

рез упорне кільце

11 тисне на внутрішні кінці важелів 8, що повер-

таються на голчастих підшипниках опорних вилок

7. Зовнішні кінці

важелів при цьому відтягають натискний диск

4 від заднього веде-

ного диска

3. Середній ведучий диск 1 за допомогою автоматичного

механізму

2, змонтованого на диску, самовстановлюється в середнє

положення між торцями натискного диска

4 і маховика 13, звільня-

ючи передній ведений диск

3. У такий спосіб між ведучими 1 і веде-

ними

3 дисками утворюються зазори, що забезпечують вимкнення

зчеплення.

Керують зчепленням за допомогою механічного, гідравлічного,

пневматичного або комбінованого приводів. Для вимикання постій-

но замкненого зчеплення, найбільш поширеного на тракторах та ав-

томобілях, до педалі керування прикладають певне зусилля. Вмика-

ється зчеплення зусиллям натискних пружин за відсутності натис-

кання на педаль керування. Для зменшення зусиль, що приклада-

ються до педалі зчеплення, в механізмі керування деяких тракторів і

автомобілів установлюють пружинні, гідравлічні чи пневматичні

підсилювачі.

На тракторах типу МТЗ-80 зусилля, що прикладається до педалі

керування зчепленням, підсилюють за допомогою пружини

3 (рис.

2.9).

При натисканні на педаль 1, коли вибирають вільний хід і зусилля

для її переміщення невелике, пружина

3 стискується. Коли вільний

хід вибраний і зусилля на ній зростає, пружина

3 займає таке поло-

ження, що її вісь проходить нижче від осі педалі і вона починає роз-

тискатися, допомагаючи переміщувати педаль.

На легкових автомобілях, вантажних малої і середньої вантажопід-

йомності та автобусах отримав поширення

гідравлічний привід зчеп-

лення

(рис. 2.10), оскільки він забезпечує більш плавне наростання мо-

менту тертя між фрикційними поверхнями деталей зчеплення в момент

початку руху автомобіля, а також під час перемикання передач.

У цьому приводі при натисканні на педаль

5 зчеплення штовхач 4

переміщує поршень головного циліндра, у результаті чого тиск ріди-

ни усередині циліндра підвищується і передається трубопроводом

9 у

робочий циліндр

8. Поршень 7 робочого циліндра переміщує штовхач

6, а разом з ним і вилку 11, що повертається на кульовій опорі 12 і

переміщує муфту з відтискним підшипником. Після відпускання пе-

далі вона займає вихідне положення під дією своєї відтяжної пружи-

Рис. 2.9. Механізм керування

зчепленням тракторів

типу МТЗ-80:

1 — педаль; 2 — важіль; 3 — пружин

сервопідсилювача; 4 — упорний болт;

5 — кронштейн; 6 — проміжна тяга;

7 — важіль вилки; 8 – 10 — відповід-

но пружина, тяга та важіль вмикання

гальмівничка

ни. Водночас під дією пружин 2 і 10 усі частини приводу поверта-

ються у вихідне положення і зчеплення вмикається. Для нормальної

роботи зчеплення потрібно, щоб зазор між головкою поршня

3 і

стрижнем штовхача

4 був у межах 0,3 – 0,9 мм. Повітря, яке потрапи-

ло в систему, видаляється (прокачуванням) крізь перепускний клапан,

установлений на корпусі

робочого циліндра 8.

У пневматичному приводі зчеплення (рис. 2.11) під час натискання

на педаль зчеплення плунжер

15 переміщується в осьовому напрямку

вліво (див. рис. 2.11,

б). При цьому вибирається зазор 1,8 мм. Клапан

13 відкривається і стиснене повітря каналами А, Б і щілиною, утворе-

ною між торцем клапана і корпусом, із пневматичної системи тракто-

ра надходить у пневмокамеру.

Шток пневмокамери переміщується і повертає через важіль

9 ва-

лик

10 вимкнення. Вилка пересуває муфту вимикання. Після повер-

Рис. 2.10. Гідравлічний привід зчеплення автомобіля ГАЗ-3102:

1 — резервуар; 2, 10 — пружини; 3, 7 — поршні; 4, 6 — штовхачі; 5 — педаль; 8

—

робочий циліндр; 9 — трубопровід; 11 — вилка; 12 — кульова опора

нення педалі у вихідне положення плунжер відходить від клапана, і

під дією пружини

12 опускається в сідло, роз’єднуючи пневмокамеру

і пневмосистему трактора. При цьому повітря з пневмокамери крізь

канали

Б, В і сітчастий фільтр 18 пристрою слідкування, виходить в

атмосферу, а зчеплення вмикається. Плунжер

15 зусиллям пружини

14 повертається у вихідне положення.

Одночасно з вимкненням зчеплення зусилля передається на колод-

ку гальмівничка, що й зупиняє ведений вал зчеплення.

Рис. 2.11. Пневматичний привід вимкнення зчеплення (а) із пристроєм

слідкування (б) тракторів типу Т-150К, ХТЗ-160, ХТЗ-170:

1— педаль; 2, 7, 9 — важелі; 3 — тяга важеля; 4 — пристрій слідкування; 5 — відвід-

ний шланг; 6 — муфта вимкнення; 8 — кільце відтискних важелів; 10 — валик вилки

вимкнення; 11 — підвідний шланг; 12, 14 — пружини; 13 — клапан; 15 — плунжер;

16 — шток; 17 — корпус; 18 — сітчастий фільтр; А, Б , В — канали

На автомобілях типу КамАЗ застосований пневмогідравлічний при-

від зчеплення

(рис. 2.12), що поєднує переваги гідравлічного і пневма-

тичного приводів.

У разі натискання на педаль 1 (див. рис. 2.12, а) при вимиканні

зчеплення зусилля через важіль і шток передається до головного ци-

ліндра

2, звідки рідина під тиском трубопроводом 10 надходить у ко-

рпус пристрою слідкування

4. При цьому забезпечується пропускання

стисненого повітря, яке надходить повітропроводом

5 у циліндр пнев-

мопідсилювача

3. Водночас від головного циліндра 2 рідина під тис-

ком надходить у робочий циліндр

6 підсилювача. Пристрій слідку-

вання

4, циліндр пневмопідсилювача 3 і робочий циліндр 6 виконані в

одному агрегаті — пневмогідравлічному підсилювачі.

Сумарне зусилля, зумовлене тиском повітря в циліндрі пневмопід-

силювача і тиском рідини в робочому циліндрі, передається на шток

Рис. 2.12. Пневмогідравлічний привід (а) та принципова схема приводу вимк-

нення (б) зчеплення автомобілів типу КамАЗ:

1 — педаль; 2 — циліндр; 3 — пневмопідсилювач; 4 — пристрій слідкування; 5

—

повітропровід; 6 — робочий циліндр; 7 — муфта вимкнення; 8 — важіль; 9 — шток;

10 — трубопровід

і через важіль 8, вал і вилку вимкнення зчеплення. Воно забезпечує

переміщення муфти вимкнення

7 з підшипником, потрібне для вимк-

нення зчеплення. Принципову схему вмикання підсилювача в гідро-

привід наведено на рис. 2.12,

б.

Пневмогідравлічний підсилювач (рис. 2.13) приводу зчеплення

слугує для зменшення зусилля на педалі зчеплення.

Коли педаль зчеплення відпущена, пневматичний поршень

8 і пор-

шень

2 вимкнення зчеплення знаходяться в крайньому правому поло-

женні під дією повертальної пружини пневматичного поршня. Тиск у

порожнині перед поршнем і за поршнем відповідає атмосферному. По-

ложення поршня

2 вимкнення зчеплення визначається упором його

штовхача в днище пневматичного поршня. У пристрої слідкування при

цьому випускний клапан

7 відкритий, а впускний 6 закритий.

Після натискання на педаль зчеплення робоча рідина надходить

під тиском до отвору

А і створює тиск у порожнині циліндра вимк-

нення зчеплення та біля торця поршня слідкування

4. Під тиском рі-

дини цей поршень тисне на клапанний пристрій так, що випускний

Рис. 2.13. Пневмогідравлічний підсилювач приводу зчеплення

автомобілів типу КамАЗ:

1 — штовхач; 2, 4, 8 — поршні; 3, 9 — задня і передня частини корпусу;

5 — діафрагма; 6, 7 — впускний і випускний клапани

клапан 7 закривається, а впускний 6 відкривається і пропускає стис-

нене повітря, яке надходить трубопроводами до отвору

Б в корпусі

пневмогідравлічного підсилювача. Під тиском стисненого повітря

пневматичний поршень

8 переміщується і діє на шток поршня. У ре-

зультаті на штовхач

1 поршня вимкнення зчеплення діє сумарне зу-

силля, що забезпечує повне вимкнення зчеплення при натисканні на

педаль.

Після відпускання педалі тиск перед поршнем слідкування

4 па-

дає, у результаті чого в пристрої слідкування закривається впуск-

ний

6 і відкривається випускний 7 клапани. Стиснене повітря з по-

рожнини за пневматичним поршнем поступово виходить в атмос-

феру, тиск поршня на шток зменшується і зчеплення плавно вми-

кається.

За відсутності стисненого повітря в пневмосистемі зберігається

можливість керування зчепленням, оскільки вмикати зчеплення мож-

на за рахунок тиску тільки в гідравлічній частині підсилювача. При

цьому зусилля на педаль зчеплення збільшується.

Аналіз конструкцій фрикційних зчеплень. Однодискові зчеплен-

ня з циліндричними пружинами прості у виготовленні й обслугову-

ванні, надійні, мають «чисте» вимикання, забезпечують добре відве-

дення теплоти від пар тертя. Вони мають невелику масу та високу

зносостійкість. Однак з підвищенням моменту, що передається зчеп-

ленням, потрібне збільшення моменту тертя у зчепленні шляхом збі-

льшення діаметра фрикційних кілець або числа пар тертя. Збільшення

діаметра кілець обмежене габаритними розмірами маховика двигуна і

зусиллям вимикання зчеплення. Збільшення діаметра диска приво-

дить також до зростання його лінійної швидкості, що може спричи-

нити руйнування дисків під дією відцентрової сили.

зчепленні з периферійним розміщення пружин (див. рис. 2.5), які

встановлюють на тракторах ХТЗ-2511, ЮМЗ-6М та ін., автомобілях

ЗІЛ-130, ГАЗ-66 та ін. у разі використання швидкохідних двигунів

можливий вигин пружин під дією відцентрових сил. Це призводить

до зниження натискного зусилля, пробуксовування поверхонь тертя у

зчепленні, підвищення температури і зростання зношення поверхонь

тертя. Крім того, у таких зчепленнях неможливо регулювати натискне

зусилля, що зменшується в міру зношення фрикційних кілець.

Переваги

зчеплень із діафрагмовою пружиною (див. рис. 2.7), які

встановлюють на перспективних тракторах та автомобілях, порівняно

зі зчепленням із периферійним розміщенням пружин є те, що діафра-

гмова пружина забезпечує рівномірніший тиск на натискний диск.

Тиск діафрагмової пружини у разі зношення фрикційних накладок

веденого диска практично не змінюється. Крім того, для утримання

зчеплення у вимкненому стані потрібна трохи менша сила, ніж у зче-

пленнях із гвинтовими пружинами.

Недоліком діафрагмового зчеплення є підвищена трудомісткість

виготовлення пружин із заданою характеристикою на великі осьові

зусилля за малих габаритних розмірів зчеплення.

Дводискові зчеплення (див. рис. 2.8), які установлюють на тракто-

рах типу МТЗ-100, Т-150К, автомобілях типу КамАЗ, КрАЗ та ін. ма-

ють невеликі габаритні розміри. Однак порівняно з однодисковими

зчепленнями конструктивно вони складніші, мають підвищену масу і

потребують більшого зусилля для їх вимикання.

2.4. НАВАНТАЖЕННЯ У ЗЧЕПЛЕННІ.

ВИДИ РУЙНУВАНЬ ОСНОВНИХ ДЕТАЛЕЙ

Фрикційні зчеплення працюють в умовах великих перевантажень

крутним моментом високих частот обертання і постійного пробуксо-

вування дисків. Унаслідок цього фрикційні накладки піддаються знач-

ному нагріванню і зношенню. Систематично зношуються також від-

тискні важелі

4 і відтискна муфта 5 (див. рис. 2.4, а, в, г), натискні

кулачки

15 і відвід 12 (див. рис. 2.4, б). Натискні пружини 8, що на-

гріваються в процесі роботи (див. рис. 2.4,

а, в, г), постійно втрачають

свою пружність. Усе це призводить до порушення нормальної роботи

зчеплення, яку можна оцінити за передавальним моментом тертя

тпрс

PRi , (2.2)

де

пр

P — зусилля натискних пружин; µ — коефіцієнт тертя;

0,5( )≈+

Rr — середній радіус диска тертя за зовнішнього R і вну-

трішнього

r радіусів; i — число пар тертя.

Основні несправності зчеплення є наслідком зменшення зусилля

натискних пружин

пр

P і коефіцієнта тертя µ, що істотно впливає на

момент тертя

й оцінюється за залежністю (2.2). У цьому рівнянні

параметри

та i визначаються конструкцією зчеплення, їх прийма-

ють стабільними.

У разі розрегулювання механізму керування зчепленням, напри-

клад за підвищеного вільного ходу педалі, короблення дисків, за-

клинювання веденого диска зчеплення тощо підвищується темпера-

тура зчеплення. В однодискових зчепленнях найбільше теплона-

вантажений натискний диск, у багатодискових — сталеві проміжні

диски.

Приріст температури деталі зчеплення, наприклад диска, за одне

вмикання визначають із залежності

тд

∆=

(2.3)

де γ — частка загальної кількості теплоти, що виділяється зчеплен-

ням і витрачається на нагрівання даної деталі; А — робота буксуван-

ня;

c — питома масова теплоємність матеріалу деталі;

m — маса

деталі, що нагрівається.

Частка теплоти, що йде на нагрівання деталі,

γ= (2.4)

де

— число поверхонь тертя даної деталі;

— число пар повер-

хонь тертя зчеплення.

Роботу буксування зчеплення визначають для найважчого випадку

експлуатації, наприклад трактора на оранці, під час рушання з місця

за увімкненої вищої передачі:

да

2(1 1/ )(1/ 1/ )

−β +

(2.5)

де

ω — номінальна кутова швидкість вала двигуна;

I — сумарний

момент інерції маховика та інших обертових частин двигуна, приве-

дений до вала зчеплення;

I — момент інерції тракторного агрегата

(для трактора з причепом), приведений до того самого вала.

Температура деталі за одне вмикання зчеплення не повинна під-

вищуватися більш ніж на 10 – 15 град. Абсолютна температура в разі

повторних вмикань на поверхнях дисків не повинна перевищувати

200 – 350 °С.

Надмірне нагрівання деталей під час буксування зчеплення при-

зводить до виходу його з ладу. Насамперед у зчепленні зношуються

фрикційні диски, відтискні важелі, маточини веденого диска. Натиск-

ні пружини зчеплень в основному за тривалої експлуатації тракторів

та автомобілів утрачають пружність.

2.5. ОСНОВНІ НЕСПРАВНОСТІ

І ТЕХНІЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ

Тривала експлуатація тракторів та автомобілів, несвоєчасне тех-

нічне обслуговування їх призводять до несправностей зчеплення

(табл. 2.1).

Для усунення несправностей зчеплення за потреби їх регулюють

під час технічного обслуговування.

У постійно замкнених зчепленнях у процесі експлуатації регулю-

ють вільний хід педалі, хід проміжного диска, положення відтискних

важелів і момент вмикання гальмівничка.

Вільний хід педалі (зазвичай 35 – 45 мм) регулюють з метою забез-

печення максимальної сили стиску дисків під дією натискних пру-

жин. Правильне регулювання вільного ходу має забезпечувати зазор

між робочим торцем муфти вимикання 5 (див. рис. 2.4, а) і внутріш-

німи кінцями відтискних важелів 4 від 2 до 4 мм. За відсутності тако-

го зазору муфта вимикання 5 упирається у важелі 4, що утримують

натискний диск 3 і тим самим обмежують його тиск на ведений диск

2, що призводить до буксування зчеплення.

Зазор між внутрішніми кінцями відтискних важелів 4 і торцем

муфти вимикання 5 регулюють зміною довжини тяги педалі зчеплен-

ня або положенням відтискних важелів 4.

Хід проміжного диска (див. рис. 2.4, в) у дводисковому зчепленні

регулюють з метою «чистого» вимикання зчеплення. Якщо вільний

хід проміжного диска недостатній, то передній ведений диск під час

вимикання зчеплення цілком не звільняється, й отже, продовжує обе-

ртатися. За надлишкового вільного ходу проміжний диск торкається

заднього веденого диска і веде його. Регулюють вільний хід проміж-

ного диска за допомогою упорного болта 17.