Фрикционные элементы и детали сцепления

Фрикционные накладки работают в очень сложных условиях динамических и тепловых нагрузок. Их износ в настоящее время лимитирует общий срок службы ФС.

Материалы фрикционных накладок можно разделить на две группы: композиционные на основе полимеров; порошковые.

Композиционные материалы на основе полимеров представляют собой многокомпонентную композицию, содержащую основу, теплостойкую арматуру и наполнитель. Основу в таких материалах составляют связующие: каучуки, смолы и их комбинации. Чаще применяют фенолформальдегидные и анилинформальдегидные модифицированные смолы, различные натуральные и синтетические каучуки и их комбинации, формальдегидные модифицированные смолы, различные натуральные и синтетические каучуки и их комбинации.

Наполнители регулируют рабочие и технологические свойства материала. Их разделяют на металлические (медь, бронза, латунь, цинк, алюминий, свинец, железо, титан и другие металлы и соединения в виде порошков, стружки или проволоки),неметаллические (графит, углерод, кокс, сера и др.), органические, например скорлупа ореха кешью. Каучуково-смоляная основа обладает недостаточно высокими механическими свойствами, особенно при повышенных температурах. Все материалы на полимерной основе содержат теплостойкую арматуру: асбест, волокна, вату и др. Этот компонент во многом определяет свойства и технологию изготовления материала, и поэтому он часто отражается в названии. Так, материалы, армированные асбестом, называют фрикционными асбополимерными материалами (ФАПМ).

Материалы, в которых асбест заменен на другую теплостойкую арматуру, называют фрикционными безасбестовыми полимерными (ФБПМ). Применение ФБПМ в ФС было связано, в первую очередь, в связи с обнаруженной концерогенностью асбеста, отчего в ряде стран последовал запрет на его применение на транспорте. В настоящее время в качестве заменителя асбеста применяют синтетические арамидные волокна типа “Кевлар”, стекло, керамику, борные и углеродные соединения, базальт, слюду, валлостонит и металлическое стальное волокно. Наиболее широко используются арамидные волокна типа “Кевлар”. При этом незначительная добавка арамидных волокон в ФАПМ (до 5%) повышает износостойкость фрикционной накладки примерно в 1,5 раза.

Размеры фрикционных накладок нормированы ГОСТ 1786. Толщина новой накладки порядка 3. 5,5 мм. Накладки выполняются в виде целого кольца, либо в виде усеченных секторов. Иногда на поверхности накладки выполняют вентиляционные канавки для охлаждения поверхности трения и удаления продуктов износа.

Порошковые фрикционные материалы выполняют на медной основе (62. 71 % меди) или на железной основе (60. 65% окиси железа) с добавлением наполнителей - оксида кремния (для повышения износостойкости), барита и графита (для стабилизации фрикционных свойств) и др.

Наибольшее распространение получили порошковые материалы на медной основе, так как вызывают меньший износ контртел, чем порошковые материалы на железной основе.

Накладки из порошкового материала весьма хрупкие. Поэтому их всегда применяют совместно со стальной подложкой - основанием ведомого диска, или отдельной пластины - подложки, которая затем приклепы-вается к основанию ведомого диска.

Ведущие диски (нажимные и промежуточные), как наиболее нагреваемые детали ФС изготовляют достаточно массивными для поглощения и рассеяния теплоты. Нажимной диск ФС должен быть достаточно жестким, чтобы он при нагревании не коробился и обеспечивал хорошее прилегание к фрикционным накладкам ведомых дисков. В качестве материала ведущих дисков чаще применяют серые чугуны (СЧ 18, СЧ 21, СЧ 22, СЧ 24), которые по сравнению со сталью обладают более высокой износостойкостью и меньше изнашивают фрикционные накладки.

Ведущие диски должны вращаться с маховиком двигателя и иметь возможность перемещаться в осевом направлении. При этом направляющими устройствами служат выступы, шипы, зубья, пальцы, шпоночные соединения и тангенциальные пружины, равномерно располагаемые по окружности. Выступы нажимного диска, входящие в пазы кожуха ФС, обеспечивают их надежное соединение (рис. 3.12,а). Однако в данной конструкции вследствие значительного трения в соединении существенно увеличивается усилие выключения ФС.

В двухдисковых ФС ведущие диски иногда перемещаются вдоль пальцев, закрепленных на маховике двигателя (рис. 3.12,6). Ведущие диски могут соединяться с маховиком при помощи шлиц, шипов (рис. 3.12,в) или направляющих сухарей, запрессованных в маховик (рис. 3.12,г). Наиболее перспективно соединение ведущих дисков ФС с маховиком двигателя при помощи упругих тангенциальных пластин (рис. 3.6,6), обеспечивающих их перемещение без потерь на трение.

Кожух ФС может быть штампованным или литым. Для изготовления штампованного кожуха используется углеродистая конструкционная сталь типа 08кп толщиной 2. 7 мм. Литой кожух изготовляют из серого чугуна.

ФС с литым кожухом обладает повышенной жесткостью, что обеспечивает стабильные характеристики механизма их отводки. Однако их масса на 20. 30 % больше массы аналогичного штампованного кожуха. Поэтому в современных ФС наибольшее распространение получили штампованные кожухи.

Отвод нажимного диска при выключении ФС с винтовыми цилиндрическими и с неразрезной тарельчатой пружиной осуществляется рычажным механизмом отвода. Число отжимных рычагов ФС колеблется от трех до шести, а их передаточное число - от 3,5 до 6,5. Чаще всего применяют кованые и штампованные рычаги. Преимущество штампованных рычагов заключается последующей закалкой до 56. 62 HRC. Для кованых рычагов применяют в их меньшей массе. Для изготовления штампованных рычагов применяют стали типа 08кп с цианированием на глубину 0,3. 0,5 мм и сталь 40-50.

Борьба с механическими потерями в механизме отвода нажимного диска обусловила большое разнообразие соединений отжимных рычагов с кожухом и нажимным диском (рис. 5.14). На рис. 5.14,а механизм отвода нажимного диска состоит из трех корытообразных отжимных рычагов 6, упоров 5, упорного кольца 8, отжимных болтов 4, регулировочных гаек 3 с шайбами 2 и пружин 7. Для обеспечения равномерного отвода нажимного диска 1 при выключении ФС используется упорное кольцо 8, прижатое к рычагам 6 пружинами 7.

Все сопряжения этого механизма работают без смазки с трением скольжения, что приводит к большим потерям на трение, изнашиванию сопрягаемых деталей и частым регулировкам в эксплуатации. Этих недостатков в значительной степени лишена простая и надежная конструкция, представленная на рис. 3.13,6. Одна опора рычага 9 выполнена на игольчатом подшипнике 10, а другая состоит из ролика 12, перекатывающегося по неподвижной оси 11, установленной на вилке 13, соединенной с кожухом 15 болтом 14. Роль упора рычага выполняет регулировочный винт 16.

Одна из наиболее распространенных и надежных конструкций, имеющая относительно небольшие потери на трение, показана на рис. 3.13,б. Здесь обе опоры рычага 9 имеют игольчатые подшипники 10. Поворот рычага 9 при выключении и включении ФС осуществляется вокруг оси 11, установленной в вилке 13. Положение рычагов относительно нажимного диска 1 регулируется гайкой 18 и фиксируется пружиной 17, размещенной между вилкой 13 и кожухом 15.

ГЛАВНАЯ

ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

ПРОДУКЦИЯ

ПРОДАЖИ И СЕРВИС

Центральный склад: 142412, г. Ногинск ул. Захаровская д.2

Офис: 109548, г. Москва, ул.Шоссейная, д.1, корп.2

Источники: http://vostok-agro.info/friktsionnye-elementy-i-detali-stsepleniya

Ступенчатые трансмиссии

Сцепление фрикционного типа устанавливается на маховике и состоит из ведущих и ведомых элементов, нажимного механизма и механизма выключения.

К ведущим элементам сцепления относятся те детали и узлы, которые воспринимают крутящий момент от маховика и передают его на ведомые детали. К ним можно отнести собственно маховик, кожух сцепления и нажимной диск.

Нажимной диск должен иметь возможность перемещаться в осевом направлении при включении и выключении сцепления, и в то же время не перемещаться в тангенциальном направлении относительно кожуха и маховика. С этой целью на некоторых сцеплениях нажимной диск соединяют с кожухом с помощью упругих пластин, которые одним концом закрепляются на кожухе, другим - на нажимном диске (рис. 1, а). Передача крутящего момента может также осуществляться бобышками нажимного диска, которые входят в окна, выполненные в кожухе (рис. 1, б).

При необходимости передачи большого крутящего момента кожух вообще исключается из участия в этой работе, а нажимные диски воспринимают крутящий момент сразу от маховика с помощью шипов, которые входят в пазы, выполненные на маховике (рис. 1, в).

Недостатком этого способа передачи крутящего момента является достаточно большое трение, возникающее между боковыми поверхностями пазов и шипов при осевом перемещении нажимного диска и препятствующее выключению сцепления.

К ведомым элементам сцепления относятся ведомые диски 4 (рис. 2), воспринимающие крутящий момент от ведущих элементов и передающих его на первичный вал коробки перемены передач.

Ведомые диски при включенном сцеплении не будут проскальзывать относительно ведущих деталей, если будет выполняться условие равенства максимального момента М_с трения сцепления и максимального крутящего момента М_max двигателя с учетом коэффициента запаса:

β – коэффициент запаса сцепления;

μ – коэффициент трения между активными поверхностями ведущего и ведомого дисков;

Р_пр – усилие, создаваемое нажимным устройством;

R_ср – средний радиус трения (зависит от радиуса активной поверхности трения ведущего и ведомого дисков);

i – число поверхностей трения.

В зависимости от условий эксплуатации автомобиля сцепления могут выполняться с коэффициентом запаса равным 3 и более.

Из формулы (1) следует, что для передачи бόльшего крутящего момента диски должны выполняться бόльшего диаметра, а существенным фактором, обеспечивающим его работу, является коэффициент трения между активными поверхностями ведомого и ведущего дисков. Для повышения коэффициента трения на дисках крепятся фрикционные накладки, изготовленные из различных материалов, обладающих хорошими фрикционными свойствами, износоустойчивостью и термической стойкостью.

Широко применяемые ранее фрикционные накладки с добавлением 50% асбеста в настоящее время применяются редко из-за экологической вредности асбестовой пыли, попадающей в воздух при производстве накладок и при их изнашивании в результате трения.

Ведомые диски оснащаются гасителями крутильных колебаний . Источником вынужденных колебаний валов трансмиссии в основном являются неравномерная работа двигателя и ведущих колес автомобиля при движении по неровностям дороги.

При совпадении частот вынужденных колебаний и собственных колебаний трансмиссии могут возникнуть резонансные явления, вызывающие большие динамические знакопеременные нагрузки в трансмиссии, что может привести к поломке деталей и аварийной ситуации при движении автомобиля.

Поэтому в конструкции сцепления необходимо предусмотреть механизм, снижающий вероятность или полностью исключающий подобные явления.

С этой целью и применяются гасители крутильных колебаний, состоящие из нескольких цилиндрических пружин, размещенных по окружности на ведомом диске в специальной ступице на некотором расстоянии от оси вращения.

Гаситель крутильных колебаний за счет упругости пружин и сил трения поглощает часть энергии колебательных и динамических перегрузок благодаря возможности относительного перемещения ведомого и ведущего диска в тангенциальном направлении (по касательной) к оси вращения. При этом энергия колебаний и превращается в тепловую энергию сил внутреннего (в витках пружины) и внешнего трения.

Нажимным механизмом является нажимная пружина 6 (см. рис. 2). От нажимного усилия зависит максимальное значение и надежность передачи крутящего момента от ведомых элементов сцепления к ведомым.

Наибольшее распространение получили центральная мембранная пружина и периферийные цилиндрические пружины, располагаемые в один или два ряда. С целью обеспечения равномерности усилия по всей площади нажимного диска число пружин должно быть кратным количеству рычагов выключения.

Механизм выключения сцепления включает рычаги выключения сцепления 12 (рис. 2) и вилки рычагов 11. Длины плеч рычагов должны обеспечить достаточный ход нажимного диска для чистоты выключения сцепления и облегчить водителю процесс выключения. Поэтому они выполняются с передаточным числом от 4,5 до 4,85.

В некоторых конструкциях сцеплений для уменьшения износа концов рычагов к ним прикрепляют упорное кольцо, исключающее непосредственный контакт рычагов и подшипника выключения (выжимного подшипника). В сцеплениях с мембранной нажимной пружиной рычаги отсутствуют, а их функцию выполняют лепестки самой пружины.

Вилки рычагов должны иметь возможность наклоняться, т. е. совершать качательные движения, так как при перемещении рычагов изменяется их положение, и, следовательно, расстояние между опорами рычагов. С этой целью вилки рычагов закрепляются на кожухе сцепления не жестко, а через регулировочную гайку со сферической поверхностью.

Работа сцепления может проходить в трех режимах: во включенном положении, в выключенном положении и при частичном выключении-включении (при трогании автомобиля с места).

При включенном положении (рис. 2, а), когда педаль сцепления 8 отпущена, нажимные пружины 6, воздействуя на нажимной диск 2, плотно зажимают ведомый диск 4 между маховиком 3 и нажимным диском. Крутящий момент через активные поверхности трения передается от ведущих элементов на ведомые, при этом угловая скорость вращения ведущих и ведомых элементов одинакова.

При выключенном сцеплении (рис. 2, б), когда педаль 8 сцепления нажата, через привод осуществляется воздействие на подшипник выключения 7, который перемещается в сторону маховика 3 и воздействует на конец рычага 12. При этом противоположные концы рычага отодвигают нажимной диск 2 от ведомого диска 4, сжимая нажимные пружины 6. Крутящий момент с ведущих элементов на ведомые не передается, и ведомый диск сцепления не вращается.

При трогании автомобиля с места педаль 8 сцепления отпускается плавно, внутренние концы рычагов 12 перемещаются в сторону от маховика 3, а нажимной диск начинает постепенно прижиматься к ведомому диску и передавать на ведомый диск плавно возрастающий крутящий момент. Когда он станет достаточным для преодоления сил сопротивления движению автомобиля, ведомый диск начнет вращаться, и автомобиль тронется с места.

Этот режим работы сцепления является самым напряженным, поскольку он сопровождается выделением значительного количества теплоты при проскальзывании ведомого диска и динамическими нагрузками при резком отпускании педали сцепления. В этом режиме имеет место максимальный износ рабочих поверхностей фрикционных накладок.

Полнота выключения сцепления обеспечивается наличием свободного хода педали, который определяется зазором между рычагами 12 выключения и подшипником выключения 7. В процессе эксплуатации из-за изнашивания фрикционных накладок этот зазор уменьшается. Уменьшается и величина свободного хода педали сцепления. Это может привести к пробуксовыванию сцепления во включенном состоянии.

Зазор восстанавливают соответствующими регулировками в приводе сцепления, но не изменением положения рычагов выключения сцепления.

Полнота выключения сцепления обеспечивается рабочим ходом педали сцепления (70…140 мм). В двухдисковых сцеплениях предусматриваются специальные устройства для принудительного отведения среднего нажимного диска и установки его в промежуточное положение относительно маховика и нажимного диска.

На некоторых сцеплениях легковых автомобилей зазор между рычагами и подшипником выключения сцепления отсутствует (подшипник все время прижат к рычагам и вращается вместе с ними). Это позволяет исключить ударные нагрузки на подшипник при выключении сцепления и продлить срок его службы. В этом случае полнота включения и выключения сцепления обеспечивается полным ходом педали.

Наглядно с работой фрикционного сцепления можно ознакомиться, посмотрев размещенный внизу страницы видеоролик. Здесь же рассказывается о взаимодействии сцепления с другими агрегатами трансмиссии и о том, как правильно управлять фрикционным сцеплением.

Главная страница

Устройство автомобилей

• Экзаменационные билеты

для группы Т-21 (IV семестр)

для группы Т-31 (V семестр)

для группы Т-31 (VI семестр)

КГБПОУ «Каменский агротехнический техникум»

Источники: http://k-a-t.ru/mdk.01.01_transmjssia/sceplenje_2/index.shtml

Сцепление является механизмом трансмиссии. Основной принцип работы сцепления автомобиля состоит в передаче крутящего момента от двигателя на коробку передач. Сцепление позволяет кратковременно отключать от двигателя другие узлы трансмиссии и снова плавно их присоединять. Плавное соединение обеспечивает отсутствие рывков в начале движения автомобиля и уменьшает нагрузку на механические узлы.

Есть несколько типов, по которым сцепление можно отнести к той либо иной категории:

• в зависимости от количества дисков: однодисковые (получили наибольшее распространение), двухдисковые, многодисковые;
• в зависимости от типа привода: механическое управление, гидравлическое управление, электрическое управление и комбинированная схема;
• учитывая расположение пружин: центральное расположение пружин, периферийное расположение пружин;
• учитывая используемый вид трения: сухое (среда работы фрикционных накладок – воздух) и «мокрые» (используют для работы масляную ванну). Корзина в разрезе

Этот перечень можно дополнить и иными типами.

Однодисковое сухое сцепление, применяемое, к примеру, на авто ваз 99 модели, тюнинг которого вполне легко провести самостоятельно, имеет в своем составе ведущие и ведомые детали.

Ведущие

• нажимной диск;
• нажимные пружины;
• маховик.

Ведомые

• ведомый диск, оснащенный фрикционными накладками;
• демпфер, который отвечает за гашение колебаний. Принципиальная схема

Маховик, выполняющий функции прижимного диска, состоит из двух частей, соединенных друг с другом посредством пружин. Одна часть присоединяется к коленвалу, другая – к ведомому диску, обеспечивая уменьшение вибрации коленчатого вала и отсутствие рывков. Кожух закрепляется при помощи болтов к двигателю, вмещая в себе детали сцепления.

Нажимной диск соединяется с кожухом при помощи специальных пружин в форме пластин. Он используется для того, чтобы прижимать ведомый диск к маховику. Обеспечить нужное силовое воздействие, позволяющее передать крутящий момент, призвана нажимная диафрагменная пружина, закрепляемая опорными кольцами и болтами в корпусе.

Ведомый диск обеспечивает плавное соединение вала КПП с маховиком двигателя. Расположен он между маховиком и нажимным диском. На ведомом диске установлена ступица, оснащенная демпферными пружинами, при помощи которых гасятся колебания. На этом же диске устанавливаются и фрикционные накладки.

Вам наверняка пригодится эта информация, если вы планируете провести тюнинг авто. Форум, посвященный всем тонкостям процесса, легко можно отыскать в интернете.

Сегодня наиболее распространенными являются два типа приводов:

Механическая система широко применяется на небольших легковых авто. Ее конструкция достаточно проста, а цена невысока. Основной ее элемент – трос, посредством которого педаль сцепления соединяется с вилкой выключения. Трос передает усилие, получаемое при нажатии педали, на рычажную передачу. Передача обеспечивает перемещение вилки, тем самым отключая сцепление. В механическом приводе применяется система, обеспечивающая регулировку свободного хода педали сцепления.

Гидравлическая система основана на использовании несжимаемой жидкости. Ее основными элементами служат главный и рабочий цилиндры привода, а также бачок с жидкостью. Нажатие на педаль приводит в движение поршень в главном цилиндре, выполняя отсечку жидкости в баке. Последующее движение поршня приводит к продвижению жидкости по трубопроводу в рабочий цилиндр. Движение жидкости обеспечивает перемещение поршня, снабженного толкателем. Толкатель, в свою очередь, двигает вилку сцепления, включая и выключая его.

Время накладывает отпечаток на работу любого механизма. Тюнинг автомобиля ВАЗ 2108 позволит вернуть полноценное включение и выключение сцеплению, а вашу езду на автомобиле сделать более комфортной. Чуть ниже мы расскажем, как можно усовершенствовать сцепление, а пока для полноты картины рассмотрим механизм работы этого узла.

Нажатие педали сцепления вызывает перемещение вилки. Воздействие вилки на подшипник сцепления приводит к нажатию лепестков пружины на нажимной диск. Наружный край пружины освобождает нажимной диск, отходя от него. Поэтому передача крутящего момента прекращается.

Отпускание педали приводит к контакту нажимного диска с ведомым, а его – с маховиком. Силы трения обеспечивают передачу крутящего момента. В целом, схема сцепления автомобиля довольно проста.

Каждый автолюбитель заботится о своем автомобиле. И проявляется это не только в поддержании чистого внешнего вида и салона машины, но и в своевременной замене деталей и улучшении отдельных узлов автомобиля посредством их замены на боле усовершенствованные. Поможет в этом тюнинг. В СССР, авто в котором выпускались без особых технических изысков, не мог похвастаться высокой скоростью автомобилей и хорошими техническими характеристиками. Сегодня же производители, снабжая машины базовой комплектацией, предоставляют возможность замены деталей, изготовленных из сверхпрочных и надежных материалов, обеспечивающих улучшенную работу авто. Подтверждением тому служат многочисленные фото. Тюнинг механизма сцепления авто ваз 21099 позволит улучшить механизм сцепления в зависимости то того, как вы собираетесь его эксплуатировать.

Спортивное сцепления для ВАЗ 2108

Дополнительная термическая обработка ведомого диска повысит упругость пластины. Оригинальную пластину можно заменить на новую, изготовленную из другой марки стали, имеющую иную толщину и т.д. Можно совмещать пластины, изменить угол давления и пр. Все эти новшества помогут добиться увеличения прижимного усилия, что приведет к передаче большего момента сцеплением.

Смена маховика на более легкий позволит добиться отличного эффекта во время резкого разгона, однако обороты холостого хода могут быть менее устойчивыми.

Родные фрикционные накладки также можно заменить. Все дело в материале, из которого они изготавливаются. Сегодня в большинстве своем применяются органические накладки, которые при агрессивной езде могут просто рассыпаться. Их можно заменить на кевларовые накладки, обладающие повышенной износостойкостью, которая незаменима, если планируется тюнинг авто. Жигули получат второе дыхание, если обзаведутся таким кевларовым сцеплением. Благодаря накладкам и поверхность маховика, и поверхность нажимного диска меньше изнашиваются. Его установку самостоятельно выполнить непросто. К тому же, их необходимо бережно обкатывать.

Есть еще один вид накладок, рекомендуемый для экстремальных условий – металлокерамические накладки. Их применение позволит увеличить крутящий момент в 2 раза, однако их не рекомендуется применять для повседневной езды. Они чрезвычайно влияют на поверхность маховика и прижимных дисков, способствуя ее скорому изнашиванию.

Если вы собираетесь сделать из вашего автомобиля ВАЗ спортивную модель, снабженную последними чудесами автомобильной индустрии, самое время провести тюнинг сцепления. Можно установить углеродное сцепление, главной особенностью здесь служит материал, из которого изготовлен нажимной и ведомый диски, а также поверхность маховика. Использование углеродного материала позволяет сцеплению нормально работать даже при нагреве до 2500 градусов. Однако, цена такого типа механизма весьма высока.

Как правильно клеить виниловые наклейки на машину вы прочтете в нашей статье.

Правильная полировка автомобиля преображает его. По http://avtopolza.ru/kuzov/polirovka-avtomobilya-rukovodstvo-dlya-nachinayushhix/ ссылке вы получите все необходимые знания на эту тему.

Разобравшись с принципом работы сцепления автомобиля, можно без труда подобрать оптимальное решение, подходящее для тюнинга вашего авто. При желании и наличии определенного количества времени можно самостоятельно провести все операции и заменить части или весь механизм целиком. Но если опыта маловато, лучше довериться профессионалам. Он не только помогут заменить детали, но и дадут советы по выбору и эксплуатации.

Источники: http://avtopolza.ru/remont-i-ekspluataciya/mexanizmy-scepleniya-legkovyx-avtomobilej/