Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Аналіз процесу роботи зчеплення автомобілів і визначення його основних параметрівАналіз процесу роботи зчеплення автомобілів і визначення його основних параметрів
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
РТ
Кафедра:
Кафедра автомобільної техніки
Інформація про роботу
Рік:
2013
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Автомобілі
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
КАФЕДРА АВТОМОБІЛЬНОЇ ТЕХНІКИ
КУРСОВА РОБОТА
З ДИСЦИПЛІНИ "АВТОМОБІЛІ"
Аналіз процесу роботи зчеплення автомобілів і визначення його основних параметрів
Вихідні дані для курсової роботи
(Варіант № ___)
Автомобіль /Прототип/
Тип автомобіля
Вага автомобіля, кг
Коефіцієнт запасу зчеплення
Привід зчеплення
Передаточне число важелів
Передаточне число вилки
Вага нажимного диска, кг
Двигун
Максимальний крутний момент двигуна, М E MAX, Н*м
Тип двигуна
Кутова швидкість колінвалу при максимальній потужності, об/хв
Передаточні числа:
КП на I передаче
КП на II передаче
Головної передачі
ККД трансмісії
Радіус кочення колеса, м
Завдання видав ____________________________
ЗМІСТ
1. Класифікація зчеплень. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Аналіз існуючих конструкцій зчеплень. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Аналіз прототипу зчеплення. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 Визначення основних конструктивних параметрів зчеплення. . . . .
2.1 Максимальне значення переданого зчепленням. . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
2.2. Визначення діаметрів веденого диска. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3. Визначення кількості поверхонь тертя. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 Визначення ходу виключення нажимного диску. . .. . . . . . . . . . . . . . . .
2.5. Визначення кількості нажимних пружин та сили стиснення фрикційних дисків. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6.Визначення сили стиснення фрикційних дисків. . . . . . . . . . . . . . . . .. .
2.7. Розрахунок параметрів пружини. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Розрахунки привода керування зчепленням. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1. Хід педалі. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Максимальне зусилля на педалі приводу при вимкненні зчеплення. . .
3.3 Робота, виконується водієм за одне вимкнення зчеплення. . . . . . . . . . .
4. Перевірка визначених параметрів зчеплення. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.Зносостійкість фрикційних накладок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2. Функціональна надійність. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3. Статична міцність. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4. Питома робота буксування зчеплення. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5. Нагрівання деталей зчеплення. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ВИСНОВКИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Список літератури. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Класифікація зчеплень.
1.1. Аналіз існуючих конструкцій зчеплень
Зчеплення служить для тимчасового роз’єднання двигуна й трансмісії й плавного їхнього з'єднання. Тимчасове роз'єднання двигуна й трансмісії необхідно при перемиканні передач, гальмуванні й зупинці автомобіля, а плавне з’єднання після перемикання передач і при рушанні автомобіля з місця. Зчеплення можливо класифікувати:
1.3а зв'язками ведучих та ведених частин:
Фрикційне
Гідравлічне
Електромагнітне
2. За створенням натискного зусилля:
Пружинне (3 периферійними пружинами, з центральною пружиною)
Відцентрове
Напіввідцентрове
3. За числом ведених дисків:
Однодискове
Дводискове
Багатодискове
4. За типом привода:
З механічним проводом
З гідравлічним приводом
Усі зазначені зчеплення, крім відцентрових являються постійно замкненими, тобто постійно включеними, та вимикаються водієм при перемиканні передач гальмуванні й зупинці автомобіля.
На автомобілях найбільше застосування одержали фрикційні зчеплення, Одно-дискові зчеплення застосовуються на легкових автомобілях, автобусах і вантажних автомобілях малої й середньої вантажопідйомності, а іноді й великої вантажопідйомності. Дводискове зчеплення встановлюють на вантажних автомобілях великої вантажопідйомності й автобусах великої місткості. Багатодискові зчеплення використовуються дуже рідко і тільки на автомобілях великої вантажопідйомності.
Електромагнітні зчеплення мали деяке застосування на автомобілях, але широкого поширення не одержали у зв'язку зі складністю іх конструкції.
Одним з основних показників зчеплення є його здатність до передачі крутного моменту. Для її оцінки використовується поняття величини коефіцієнта запасу зчеплення (С. Крім загальних вимог, що стосуються кожного вузла автомобіля, до зчеплення пред’являтися ряд специфічних вимог, серед яких:
1. Плавність включення. В експлуатації вона забезпечується кваліфікованим керуванням, але деякі елементи конструкції призначені для підвищення плавності включення зчеплення любій кваліфікації водія.
2. Чистота вимикання. Абсолютне вимикання, при якім крутний момент на вихідному валу зчеплення дорівнює нулю, важко-досяжне, але якщо момент, переданий виключеним зчепленням, досить малий і не заважає включати передачі, то можна вважати, що таке зчеплення виключене практично чисто.
3.Надійна передача крутного моменту при будь-яких умовах експлуатації. Занадто низьке значення коефіцієнту запасу призводить до збільшенню часу буксування зчеплення при рушанні автомобіля (особливо у важких експлуатаційних умовах), підвищеному його нагріванню й зношуванню. Зайво більша величина коефіцієнту запасу супроводжується збільшення розмірів і маси зчеплення, підвищенням зусилля, необхідного для керування ним, і погіршенням запобігання трансмісії й двигуни від перевантажень. Звичайно значення коефіцієнту запасу зчеплення складають 1,4-1,7 для легкових і 1,5 - 2,0 для вантажних автомобілів, збільшуючись до 2,3 на важких тягачах.
4. Мінімальна величина моменту інерції ведених частин. Порушення цієї вимоги не позначиться на виконанні зчепленням своїх функцій, однак буде приводити до подовження процесу перемикання передач і зниженню терміну служби синхронізаторів коробки передач.
5. Зручність керування. Це загальне для всіх органів керування вимога конкретизується у вигляді вимог до ходу педалі й необхідному для її натискання зусилля. Діючі обмеження в цей час становлять 150 Н зусилля для автомобілів, що мають підсилювачі привода зчеплення, і 250 Н для автомобілів без підсилювачів. Хід педалі звичайно не більш 160 мм.
На сучасних автомобілях звичайно встановлюють одно- або дводискове зчеплення тертя без мастильного матеріалу з периферійним розташуванням циліндричних пружин або із центрально-розташованою конічною або діафрагмовою пружинами із примусовим керуванням. Такі конструкції зчеплення порівняно легко дозволяють забезпечити виконання основних вимог.
Одно-дискові зчеплення прості у виготовленні й обслуговуванні, надійні, відрізняються достатньою «чистотою» вимикання, забезпечують гарний відвід теплоти від пар тертя. Вони мають невелику масу, відрізняються високою зносостійкістю,
Якщо необхідно передавати значний момент, підвищення моменту тертя зчеплення можливо при збільшенні діаметра фрикційних кілець або числа ведених дисків. Ріст діаметра кілець обмежений габаритними розмірами маховика двигуна і зусиллям вимикання зчеплення. Збільшення діаметра диска приводить також до зростання його лінійної швидкості, що може викликати руйнування дисків під дією відцентрової сили.
У зчепленнях з периферійно розташованими пружинами при швидкохідних двигунах можливий осьовий прогин пружин під дією відцентрової сили. Це приводить до зниження натискного зусилля, пробуксовуванню поверхонь тертя, підвищення температури й росту зношування поверхонь тертя. Крім того, у таких зчепленнях неможливо здійснити регулювання натискного зусилля, що зменшується вміру зношування фрикційних кілець. Це необхідно враховувати при виборі коефіцієнта запасу зчеплення. У зчепленні із центральною конічною пружиною передача зусилля здійснюється важелями вимикання, що забезпечує рівномірне розподілене зусилля на натискний диск.
Зчеплення з діафрагмовими пружинами мають ряд переваг перед зчепленнями, розглянутими вище. Застосування таких пружин дозволяє скоротити габаритні розміри зчеплення і його масу внаслідок сполучення функцій натискної пружини й віджимних важелів, а також забезпечити рівномірний розподіл зусилля на натискний диск. Характеристика діафрагмової пружини має ділянки з негативною пружністю (зростання прогину відбувається при зменшенні навантаження), що сприятливо для роботи зчеплення. Як випливає із зіставлення характеристик, у випадку застосування діафрагмової пружини зменшується зусилля на педаль, необхідне для втримання зчеплення у виключенім положенні. Зношування поверхонь тертя не приводить до зменшення натискного зусилля в зчепленні. Зчеплення з діафрагмовою пружиною знайшли застосування на легкових і вантажних автомобілях малої вантажопідйомності.
До недоліків діафрагмового зчеплення відноситься трудомісткість виготовлення пружин по заданій характеристиці на більші осьові зусилля при малих габаритних розмірах зчеплення.
Підвищення моменту тертя при збільшенні числа ведених дисків з дводисковими зчепленнями не викликає принципових змін у схемі зчеплення. Однак конструктивно вони стають більш складними, ніж одно-дискові зчеплення, маса їх зростає, необхідно примусове переміщення середнього натискного диска для забезпечення чистоти вимикання Дводискові зчеплення викликають необхідність використання підвищеного зусилля для подолання тертя в ковзних з'єднаннях ведучих дисків з маховиком. Вони мають більшу довжину і значний момент інерції ведених деталей, а також збільшений хід вимикання.
На деяких автомобілях установлені автоматичні зчеплення, які повинні забезпечити виконання наступних основних функцій:
- від'єднання двигуна від трансмісії при частоті обертання холостого ходу (двигун повинен продовжувати працювати у випадку гальмування автомобіля до повної зупинки);
- швидке від'єднання двигуна від трансмісії при перемиканні передач із різною інтенсивністю залежно від положення педалі керування дросельною заслінкою;
- можливість пуску двигуна буксируванням;
- гальмування автомобіля двигуном при русі й на стоянці.
Для виконання зазначених функцій сучасні конструкції зчеплення іноді мають 2 автономних зчеплення: одне для рушання, а друге для перемикання передач. Це зчеплення виконує також функції обмежника крутного моменту. Два однодискових зчеплення встановлені послідовно.
Відцентрове зчеплення автоматично включається при рушанні автомобіля під дією відцентрових сил від роликів, що переміщаються внутрішній конусній поверхні кожуха маховика й натискного диска. Для забезпечення гальмування автомобіля двигуном у зчепленні встановлений спеціальний роліковий механізм вільного ходу. Таке зчеплення трудомістке у виготовленні; крім того, при русі у важких дорожніх умовах можливе пробуксовування. Використання швидкохідних двигунів викликає необхідність брати до уваги вплив відценірових сил і здійснювати балансування як властиво зчеплень, так і їх окремих деталей. Припустимий дисбаланс при динамічнім балансуванні зчеплень у зборі залежно від їхніх розмірів становить 0,2—0,8 Н*м, а дисбаланс ведучого диска 0,10—0,25 Н*м. Зрівноважування звичайно досягається зняттям металу на великому радіусі або кріпленням балансувальних пластин.
Ведучі диски. Їх звичайно виготовляють із сірого чавуну марок СЧ21 та СЧЗІ (з перлітною структурою), що володіють гарними фрикційними й протизадирними властивостями при роботі в комбінації із фрикційними кільцями. Розміри дисків визначаються розмірами фрикційних кілець. Ведучі диски поглинають і розсіюють значну частину теплоти, що виникає в процесі буксування зчеплення, і є найбільш нагріваємими деталями муфт зчеплення. Для поглинання великої кількості теплоти ведучі диски виготовляють масивними, а також досить жорсткими для одержання підвищеного опору жолобленню й забезпечення більш рівномірного тиску на ведений диск. Для кращої циркуляції холодного повітря іноді в дисках виконують радіальні вентиляційні канали. Ведучі диски повинні обертатися спільно з маховиком і мати можливість у момент вимикання й включення зчеплення переміщатися в осьовому напрямку щодо корпуса зчеплення.
Різні варіанти з'єднання ведучих дисків з маховиком застосовуються сучасних зчепленнях. При застосуванні з'єднання натискного диска за допомогою його виступів виникає тертя в зоні зіткнення припливу з кожухом при включенні муфти зчеплення. На подолання цього тертя затрачається певне зусилля. Крім того, в цих зонах відзначається зношування, що приводить до виникнення задирів й скрипів.
У цей час набула широкого застосування передача моменту на натискний диск за допомогою пружинних пластин, кожна з яких одним кінцем прикріплена до кожуха, а іншим — до натискного диска. Пластини розміщені по окружності з однаковим кроком. Тому їх деформація не впливає на концентричність розташування натискного диска й не порушує балансування зчеплення. Передача зусилля через пластинчасті пружини виключає можливість виникнення скрипу внаслідок відсутності поверхонь тертя між натискним диском і кожухом зчеплення. У ведучому диску елементи, що з'єднують диск із маховиком, розраховують на зминання, а пластини на розтягання.
Ведені диски. Включення зчеплення повинне відбуватися плавно, не викликаючи підвищених навантажень у трансмісії й надмірно високих прискорень автомобіля, що виявляють негативний вплив на пасажирів й транспортуюємий вантаж. Плавність включення зчеплення й наростання моменту в трансмісії автомобіля залежать від пружних властивостей веденого диска й деталей привода. У різних типах зчеплення можуть застосовуватися пружні й не пружні ведені диски.
Застосування пружних дисків викликає необхідність збільшення ходу натискного диска для забезпечення заданої «чистоти» вимикання, що може бути отримане при тому ж ході педалі зчеплення зменшенням передаточного числа привода. Однак це приводить до збільшення зусилля на педалі зчеплення. Тому у однодискових і багатодискових зчепленнях, а також у випадках, коли необхідно забезпечити підвищену міцність зв'язку фрикційних кілець із веденим диском (при роботі автомобіля в винятково тяжких умовах), звичайно не застосовують пружні ведені диски.
Підвищення еластичності веденого диска досягається доданням йому певної форми або розміщенням спеціальних деталей типу пластинчатих пружин між ним і фрикційними кільцями. У першому випадку суцільний диск ділять радіальними прорізами на ряд секторів, які через один відгинають у різні сторони. До секторів приклепують фрикційні кільця. Недоліком таких дисків є труднощі одержання однакової твердості секторів.
Ведений диск виготовлений зі сталі. У центрі диска с отвір для установки маточини. У диску виконано вісім вікон для пружин демпфера. По периферії диска по обидва боки приклепані заклепками фрикційні накладки, виготовлені з азбестової композиції. Маточина має внутрішні шліци, якими встановлюється на шліцах первинного вала коробки передач. У маточині також виконано вісім вікон для пружин демпфера. Демпфер служить для гасіння крутильних коливань, які виникають у двигуні й трансмісії. Через нерівномірність робота двигуна й пружності колінчатого вала відбуваться постійне закручування й розкручування вала, тобто виникають власні крутильні коливання.
У трансмісії є вали коробки передач, роздавальної коробки, карданної передачі, півосей. При різкім включенні зчеплення, гальмуванні автомобіля без вимикання зчеплення, при наїзді коліс на перешкоду у валах трансмісії виникають змушені коливання. При нерівномірній роботі двигуна крутильні коливання від двигуна можуть передаватися в трансмісію. Це особливо небезпечно, коли частота власних кутових коливань трансмісії збігається із частотою крутильних коливань. У цьому випадку наступає резонанс і навантаження на деталі трансмісії різко збільшується, що може привести до поломки їх. Змушені крутильні коливання в трансмісії, у свою чергу, можуть передаватися у двигун, що різко збільшує навантаження на його деталі. Тому для запобігання від резонансних крутильних коливань валів у ведених дисках зчеплення встановлюються демпфери (гасителі крутильних коливань). Демпфер мас пружний і фрикційний елементи. Пружний елемент служить для зміни частоти коливань валів і запобігання явища резонансу, тобто збігу частот власних кутових коливань і крутильних коливань , і складається з восьми циліндричних пружин. Фрикційний елемент зменшує амплітуди змушених коливань, перетворюючи енергію коливань у тепло, і складається з двох обойм, двох дисків, двох фрикційних кілець. До фланця маточини по обидва боки приклепані демпфера й обойми. До веденого диска по обидва боки приклепані фрикційні кільця. Фрикційні кільця й диски демпфера також мають по вісім вікон, вікна для пружин збігаються з вікнами у веденому диску й фланці маточини. У вікнах установлюються вісім циліндричних пружин. Таким чином між веденим диском і його маточини немає твердого зв’язку вони зв’язані тільки через вісім пружин. Диски демпфера виконані у вигляді тарілчастих пружин і постійно притискаються до фрикційних кілець. При виникненні крутильних коливань маточина веденого диска провертається щодо самого диска; пружин демпфера, стискаючись, замінюють частоту коливань, забезпечуючи розбіжність частот власних коливань трансмісії й змушених крутильних коливань, тобто запобігають явищу резонансу. При повороті маточини диски демпфера сковзають по фрикційних кільцях, і за рахунок тертя енергія коливань перетворюється в тепло.
Натискний пристрій складається із дванадцяти пружин. Пружини опираються на бобишки натискного диска через шайби з термоізоляційного матеріалу. Сумарне зусилля пружин рівно 10500…122000Н (1050…1220кгс).
Механізм вимикання складається із чотирьох відтяжних важелів, упорного кільця, муфти вимикання зчеплення з витискним підшипником, качани вимикання зчеплення з валом, двох відтяжних пружин.
Чотири відтяжні важелі встановлюються на натискному диску й з’єднуються з кожухом за допомогою вилок. Відтяжні важелі з’єднуються з нажимним диском і вилками пальцями. Пальці встановлені в диску й качанах на голчастих підшипниках. На осі важеля в качані встановлюється пружина упорного кільця, яка одним вусиком упирається в кожух, а іншим через петлю постійно притискає упорне кільце до відтяжних важелів. Упорне кільце охороняє відтяжні важелі від зношування.
Для виникання зчеплення на кришку первинного вала коробки передач установлена муфта вимикання зчеплення з підшипником у зборі. Муфта під дією пружин постійно притикається запресованими в неї сухарями до лапок вилки вимикання зчеплення. Опора вимикання зчеплення встановлена на валу привода, який, у свою чергу, установлений на втулках у розточеннях картера зчеплення. На зовнішній кінець вала встановлений важіль вала опори.
1.2 Аналіз прототипу зчеплення
Проаналізувавши існуючі конструкції для подальшої розробки приймаємо однодискове зчеплення.
Будемо розглядати одно дискове зчеплення фрікційного типу. В даному типі зчеплення буде проводитись удосконалення дисків зчеплення для отримання більшого ресурсу та його експлуатації.
Розглянемо типове зчеплення. Ведений диск закріпленний на первинному валу трансмісії сталевий з шліцевою втулкою, відлитої або кутої. До сталевоі втулки за допомогою демпферного механізму, який поглинає вібрації двигуна, кріпиться каркас зчеплення, виконаний зі штампованих сталевих пластин, з’єднаних у свою чергу металевими заклепками. До каркаса кріпляться фрикційні накладки, які синхронізують оберти колінчастого вала двигуна зі швидкість вихідного вала КП. На сьогоднішній день органічно фрикційна композиція - най поширеніший матеріал. Він використовується в 95% автомобілів. Органічні накладки дешеві й невибагливі, тому й використовуються в серійних автомобілях, тому що підходять для звичайної експлуатації при малих і середніх навантаженнях. Такий тип накладок забезпечує м’яке включення зчеплення і плавний початок руху, при цьому має низьку надійність і зносостійкість при твердій, динамічній експлуатації. Якщо ресурс заводського зчеплення для сімейного, комфортного пересування рівний приблизно 60-160 тис. км, то при підвищених динамічних навантаженнях, будь це тюнингований двигун, або просто агресивна їзда, накладки можуть «розсипатися» уже через 10 тис. км.
При тюнинзі зчеплення збільшення потужності й відповідно, крутного моменту часто заходить за 30% від серійного, що перевищує розрахункове навантаження зчеплення (запас на 20-50% вище номінального крутного моменту), яке просто починає пробуксовувати й не передавати весь потік потужності від мотора до коліс. Виникає споконвічне питання: що робити ( із зчепленням)? Одна відповідь-міняти! На що? На сучасні тюнинговані деталі. Якщо складеться враження, що органічні накладки - це «відстій», то насправді все є інакше. Звичайно, затверджувати, що вся «органіка» погана, не можна оскільки кожний виробник використовує свої матеріали, свою технологію виготовлення. Ведені диски на ту саму машину, але від різних виробників, як правило, різні за динамічними показниками м′якості включення і довговічності.
Схожий результат менш ймовірний з механізмом, ведений диск оснащений накладками, виконаними з матеріалу Fibertuff. До його складу входять керамічний наповнювач, вуглецеве волокно й кевлар. Цей матеріал розроблявся як альтернатива органічним основам. По фрикційних якостях ці накладки дуже схожі на органічні, але мають підвищену чіткість включення зчеплення. Зносостійкість накладок Fibertuff в 2-4 рази вище органічних. Теплостійкість до 4000 Со.
Ще роблять фрикційні накладки з кевларового волокна-полімерного матеріалу, який прийшов в автомобілебудування з авіакосмічної промисловості. Кевлар застосовується також для виготовлення бронежилетів і кузовів суперкарів, начебто Ferrari Enzo - деталей досить міцних і дуже легких. Кевларові зчеплення мають зносостійкість, в 5-10 разів перевищуючої стійкості до стирання органічних накладок. Накладки виходять довговічними. Вони мають підвищену жароміцність і не зношують робочі поверхні маховиків і притискних дисків. Але при установці вимагають грамотного монтажу, а потім делікатного обкатування протягом тривалого пробігу (порядку 10 тис.км). Теплостійкість кевлаврових накладок досягає 3700С. Диск зчеплення з такими накладками гарний при тривалій експлуатації машини.
Екстремальні умови експлуатації зчеплення обумовили появу в автомобілях металокерамічних дисків. Металокераміка буває різна: алюмінієва, чавунна для більшості вироблених зчеплень застосовують металокерамічні накладки, виготовлені на мідній основі. Ведені диски зчеплення із цими накладками мають високий коефіцієнт тертя й витримують досить високі температурні режими (до 6000С). Вони дуже популярні в автотранспорті і тюненге, оскільки при рівних розмірах диска переданий крутний момент може зростати вдвічі. Недоліки таких накладок – їх <<агресивність>> до сполучених деталей. Вони відносно швидко зношують поверхні тертя маховика й притискного диска кошика. Тому рекомендовані для експлуатації на спортивних і гоночних автомобілях.
Безкомпромісним варіантом накладок є зчеплення на базі вуглицевих композитів. Головна особливість їх у тому, що притискний і ведений диски, а також сполучена поверхня маховика теж виконані з вуглецю. Такий триумвірат забезпечує необхідний коефіцієнт тертя (оскільки коефіцієнт тертя вуглецю по чавуну дуже низький) і максимальну зносостійкість. Цей механізм із майбутнього має неймовірну температурну межу (25000 гр. С). Довговічність раз у 5 вище органіки. Єдиний недолік вуглецевих зчеплень – їх висока вартість.
Існують ведені диски із трьома, чотирма, шістьма й вісьма сегментами малокерамичної накладки – вставками – з кожної сторони.
Диски у вигляді трипроменевої зірки з трьома сегментами використовують у ситуаціях, коли потрібна передача максимальної потужності при мінімальній вазі вузла. Застосовуються виключно в спортивних автомобілях, тому що включаються дуже різко, часто із пробуксовкою ведучих коліс, що у звичайних умовах ні до чого.
Чотирьох сегментні диски мають форму хреста, працюють на багато м’якше трьох сегментних і служать значно довше.
Шести сегментні диски – самі плавні й довговічні з тюнінгованих дисків, рекомендуються для кінцевих і ралійних автомобілів. У певних випадках і для серійних машин.
Восьми сегментні накладки виготовлюються спеціально для використання на серійних автомобілях, де велика потужність зчеплення й високотемпературні навантаження, переваги – плавність включення зчеплення.
У сучасних вітчизняних транспортних автомобілях переважно поширення набули одно або дво дискові фрикційні зчеплення сухого типу з механічним стисненням відомих дисків за допомогою пружин. Зчеплення автомобілів середньої і великої вантажності застосовуються переважно з периферійним розташуванням натискних пружин. Вмикання цих зчеплень здійснюється периферійними нажимними пружинами при безпосередньому тиску їх на наживний диск, а виключення проводиться за допомогою жорстких важелів.
Одно дискові зчеплення прості, дешеві, забезпечують гарне відведення тепла від пар, що труться, і цілком надійну роботу.
2 Визначення основних конструктивних параметрів зчеплення
Габаритні розміри зчеплень вибирають із можливості надійної передачі максимального крутного моменту двигуна МE MAX. Основним параметром фрикційного зчеплення є зовнішній діаметр веденого диска. Кількість дисків залежить від максимального значення переданого моменту зчеплення. Для даного автомобіля максимальний крутний момент МE MAX=150 (Н*м), менше ніж 465(Н*м), тому зчеплення однодискове.
Привід та деталі зчеплення:
1 – маховик; 2- нажимний диск; 3 – ведений диск; 4, 19 – вали; 5, 18, 21 – важелі; 6, 12 – вилки; 7 – картер; 8, 9 – підшипники; 10, 14, 17, 28 – пружини; 11 – муфта; 13 – кожух; 15 – пластинчата пружина; 16 – педаль; 20 – тяга; 22 – гайка; 23, 27 – диски; 24 – ступиця; 25 – пластина; 26 – масла відбивач.
2.1 Максимальне значення переданого зчепленням моменту (Н*м) визначається рівнянням
(7.1)
де β – коефіцієнт запасу зчеплення.
для зчеплень:
легкових автомобілів β = (1,2…1,75);
для однодискових і дводискових зчеплень вантажних автомобілів β = (1,5…2,2);
для дводискових зчеплень автомобілів підвищеної прохідності β = (1,8…3,0).
Приймаємо =1,4– для легкового автомобіля.
За виразом (7.1) отримаємо =210(Н*м)
2.2. Визначення діаметрів веденого диска.
2.2.1. Діаметр (м) веденого диска визначають по формулі:
(7.3)
де P0 – тиск між поверхнями тертя: P0 = (0,15…0,25) МПа, причому менше значення мають зчеплення автомобілів великої вантажопідйомності;
μ – коефіцієнт тертя.
При проектуванні зчеплення приймається: при терті пресованого азбесту, армованого дротом:
по чавуну μ = (0,3…0,35);
по сталі μ = (0,18…0,22);
зпечених матеріалів по сталі μ = (0,33…0,38);
зпечених матеріалів по сталі в маслі μ = (0,07…0,12).
Приймаємо P0=200000 Па; μ=0,3; =2
За виразом (7.3) отримаємо
2.2.2. Внутрішній діаметр фрикційного кільця веденого диска приймається
d = 0,55…0,75D=0,6∙0,21093=0,126558 (м)
Значення діаметрів веденого диска приймається з урахуванням діаметрів маховика та узгоджується з ГОСТ (табл.). Товщина фрикційних накладок вибирається з діапазону 2,5...6,0 мм (з кроком 0,5 мм) в прямій кореляційній залежності від величини обертового моменту.
Приймаємо D=215(мм.) d=140 (мм). при МE MAX до 185 (Н*м),
2.3. Визначення кількості поверхонь тертя. Кількість поверхонь тертя визначається по питомному тиску
(7.4)
де q – питомний тиск, який вибирається для асбобакелитових матеріалів q ( 200 кN*м-2 (2 кГ\см2), для металокерамічних q ( 350 кN*м-2 (3,5 кГ\см2).
Приймаємо q = 200000N*м-2
За виразом (7.3) отримаємо =1,9 менше 2
2.4 Визначення ходу виключення нажимного диску. Величина ходу виключення нажимного диску дорівнюється
(мм) (7.5)
де (д - зазор між сусідніми дисками у вимкнутому положенні зчеплення.
Для забезпечення чистоти вимкнення зчеплення зазор приймають :
для однодискового зчеплення 0,75 ( 1,0 мм;
для двохдискових зчеплень 0,5 ( 0,6 мм.
Приймаємо (д =1 (мм)
2.5. Визначення кількості нажимних пружин та сили стиснення фрикційних дисків. Кількість пружин визначається у залежності від величини навантаження і зовнішнього діаметра фрикційного кільця.
Приймаємо Z=9
2.6.Визначення сили стиснення фрикційних дисків. Необхідне (сумарне) зусилля пружин Р( на диск визначається в (Н)
- середній радіус тертя, м;
(Н) (7.6)
При багатопружиному силовому елементі силу пружності кожної пружини знаходять з виразу
(Н) (7.7)
де Z – кількість пружин
За виразом (7.6) отримаємо
Так як при виключенні зчеплення пружини додатково стикаються на величину ходу нажимного диску визначаємо сумарне максимальне зусилля пружин
(Н) (7.8)
За виразом (7.7) отримаємо 4338,026 (Н)
2.7. Розрахунок параметрів пружини
2.7.1. Розрахунок діаметру дроту. Для циліндричних пружин, які виготовлені з круглого дроту, діаметр дроту визначається з виразу
(м) (7.9)
де Dср - середній діаметр пружини, мм;
dдр – діаметр дроту пружини, мм;
Z – кількість пружин;
(max – максимальна напруга на кручення пружини (для марганцевистої стали 500(700 МРа, для хромованадіевої 800(900 МРа);
Приймаємо (max =800000000 Ра
Відношення називається модулем пружини та приймається рівним 6 ( 9.
Приймаємо =6
За рекомендаціями вибору діаметру дроту вибираємо dдр =3, тоді
Dср = 6∙3=18 (мм)
За виразом (7.9) отримаємо Dср =18 (мм)
2.7.2. Кількість робочих витків пружини визначається з умови деформації пружини.
(7.12)
де G – модуль пружності другого роду G=8-8,5 104 МРа.
Приймаємо G = 80000000000
Деформація пружини у робочому положенні буде дорівнюватися
(7.10)
За виразом (7.12) отримаємо 0,018929 (м)
Деформація пружини при виключеному зчеплені (тобто пружина максимально зтиснута)
(7.11)
За виразом (7.12) отримаємо 0,02082 (м)
Різниця деформації дорівнюється ходу нажимного диску при виключеному зчепленні
Приймаємо що кількість робочих витків = 6
2.7.3.Повна кількість вітків n0
(7.13)
За виразом (7.12) отримаємо
Довжина пружини у вільному стані дорівнюється
(7.14)
де ( - зазор між витками при виключеному зчепленні ( при максимальному зтискані пружини), який дорівнюється 0,5-1,5 мм.
Приймаємо (=0,0005 м
Пружина має лінійну характеристику з коефіцієнтом жорсткості
(7.15)
У легкових автомобілів КПР = 30 . . .40 Н\мм, у вантажних КПР = 20 . . .40 Н\мм
3. Розрахунки привода керування зчепленням
Рис. Схеми приводу зчеплення а) механічного; б) гідромеханічного.
Загальне передаточне число гідравлічного приводу зчеплення:
; (7.22)
де а, b, c, d, e, f – плечі важелів приводу;
d1, d2 – діаметри циліндрів гідроприводу.
Передатне число приводу зчеплення, як правило, знаходиться в межах 30...45.
Приймаємо =45
Для розрахунку приводу даного автомобіля приймаємо:
передаточне число важелів =3,79
передаточне число вилки =1,44
віднашення квадратів діаметрів циліндрів =1,28 тоді передаточне число педалі:
де а, b, c, d, e, f – плечі важелів приводу;
3.1. Хід педалі при вимкненні зчеплення
гідравлічного
де = 0,5...3 мм – зазор між важелями та муфтою вимкнення зчеплення.
Приймаємо =3
Повний хід педалі не повинен перевищувати 150 мм для легкових автомобілів і 180 мм для вантажних автомобілів.
3.2. Максимальне зусилля на педалі приводу при вимкненні зчеплення:
(7.25)
де (n – к.к.д. приводу : (n = 0,7...0,8 – для механічного приводу, (n = 0,8...0,9 – для гідравлічного приводу; Приймаємо (n=0,8
К – коефіцієнт підсилення підсилювача, при відсутності підсилювача К=1.
Максимальне зусилля на педалі не повинне перевищувати 150 Н при наявності підсилювача і 250Н при його відсутності:
3.3 Робота, виконується водієм за одне вимкнення зчеплення
(7.26)
Робота W не повинна не перевищувати 30 Дж при допустимому зусиллі на педалі та її ході.
4. Перевірка визначених параметрів зчеплення
4.1.Зносостійкість фрикційних накладок. Розрахунки на зносостійкість робочих поверхонь проводяться умовно. Безпосередньо визначається на зношування ряд непрямих показників напруженості роботи пари тертя, таких, як тиск на робочій поверхні, питома робота тертя й підвищення температури за одне включення зчеплення.
У включеному стані зчеплення з перерахованих показників визначається тиск на робочій поверхні при дії розрахункового навантаження:
(7.27)
де Р0 = 0,15...0,25 МПа, причому менші значення мають зчеплення вантажних автомобілів.
4.2. Функціональна надійність. У зчепленні функціональна надійність оцінюється зміною коефіцієнта запасу в у результаті зменшення деформації пружини у включеному стані за рахунок зношування фрикційних накладок.
Товщина фрикційних накладок tН = 3...5 мм. Повне зношування для приклепаних накладок становить 0,5 tН, а для, тих що
21.12.2014 15:12-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора