Графические характеристики сцепления

Графические характеристики сцепления

 

 

Внешний осмотр не всегда позволяет однозначно определить, вызваны ли неисправности сцепления дефектом ведущего или ведомого дисков. Если в процессе осмотра никаких очевидных неисправностей не выявлено, необходимо подвергнуть детали сцепления проверке на измерительном стенде. Вот о том, какими бывают графические характеристики сцепления, мы и поговорим в этой статье.

 

 

Кривая усилия прижима в диафрагменном сцеплении Комбинированная диаграмма хода отведения / расцепляющего усилия

 

Представленные на рисунках 1 «Кривая усилия прижима в диафрагменном сцеплении» и 2 «Комбинированная диаграмма хода отведения / расцепляющего усилия» диаграммы с пояснениями могут использоваться как в процессе разработки и контроля качества сцепления, так и в процессе выявления неисправностей для однозначного определения состояния ведущих и ведомых дисков.

 

Состояние ведущего диска сцепления описывается с помощью трех графических характеристик: кривой усилия прижима, кривой отведения и кривой расцепляющего усилия. Для ведомого диска сцепления достаточно двух графических характеристик: диаграммы упругого крепления фрикционных накладок и кривой демпфера крутильных колебаний.

 

Кривая усилия прижима

 

Кривая усилия прижима позволяет определить, создается ли в сцеплении усилие прижима, необходимое для передачи крутящего момента от двигателя на трансмиссию.
Сцепления с витыми нажимными пружинами характеризуются кривой усилия прижима линейную формы. В отличие от них, для диафрагменных сцеплений характерны кривые произвольной формы, которые графически подтверждают целый ряд преимуществ такой конструкции.

 

При новом ведомом диске сцепления, у которого фрикционные накладки еще имеют максимальную толщину, сцепление находится в монтажном положении (которое также именуют рабочей точкой). По мере уменьшения толщины фрикционных накладок усилие прижима, развиваемое диафрагменной пружиной, увеличивается до максимума, а затем, как показывает кривая, круто уменьшается.
Расстояние, обозначенное как запас износа, соответствует максимально допустимому износу фрикционных накладок ведомого диска сцепления.

 

Запас износа и усилие прижима согласованы таким образом, что в случае превышения максимально допустимого износа фрикционных накладок сцепление начинает проскальзывать.
Для водителя это означает, что пора заехать на сервисную станцию для ремонта или замены сцепления. К этому моменту фрикционные накладки ведомого диска еще имеют достаточную толщину для того, чтобы головки заклепок не выступали над поверхностью накладок и не могли повредить сопряженные поверхности трения на маховике и нажимном диске сцепления. Благодаря этому можно избежать дорогостоящего ремонта, связанного с доработкой или даже заменой маховика или ведущего диска сцепления.

 

Кривая отведения нажимного диска

 

На основании кривой отведения нажимного диска (рис. 2) можно однозначно определить, отводится ли нажимной диск на заданную величину от ведомого диска во время выключения сцепления.
При наличии проблем с разъединением трансмиссии это позволяет сделать четкий вывод о том, является или нет причиной проблем нажимной диск.

 

Отведение нажимного диска при снятии нагрузки со стороны диафрагменной пружины выполняется с помощью пластинчатых пружин. При этом, чтобы обеспечить разъединение трансмиссии, нажимной диск должен отводиться от ведомого диска примерно на 2 мм при условии, что ход расцепления (ход выжимного подшипника) составляете мм.
Если ход расцепления менее 2 мм, отведение нажимного диска не происходит, так как для отведения необходимо преодолеть прогиб лепестков диафрагменной пружины и ее упругое сопротивление.

 

В процессе дальнейшего выключения сцепления величина хода отведения нажимного диска изменяется пропорционально ходу расцепления (выключения сцепления).
Ход отведения нажимного диска измеряется с помощью щупа в трех точках. В идеале должна получиться одна единственная кривая отведения, однако на практике на диаграмме отображаются три кривые, которые, впрочем, должны иметь примерно одинаковую форму. Величина погрешности, которую отражают эти кривые, показывает дисбаланс нажимного диска. Величина дисбаланса не должна превышать максимально допустимого значения, предусмотренного для конструкции данного сцепления.

 

Кривая расцепляющего усилия для выключения сцепления

 

Расцепляющее усилие, или усилие расцепления, необходимое для выключения сцепления, отображается на кривой расцепляющего усилия (рис. 2).
Сначала величина расцепляющего усилия увеличивается сообразно с кривой усилия прижима, а затем постепенно уменьшается.
По мере увеличения усилия прижима из-за износа фрикционных накладок увеличивается также расцепляющее усилие, необходимое для выключения сцепления.

 

Соотношение между усилием прижима и расцепляющим усилием составляет примерно 4:1. Чтобы выключить сцепление с усилием прижима 5000 Н, к выжимному подшипнику должно быть приложено расцепляющее усилие примерно 1250 Н. Усилие нажатия на педаль сцепления составляет примерно 90 Н и зависит от передаточного отношения между педалью и механизмом выключения сцепления.

 

Диаграмма демпфера крутильных колебаний

 

Как уже объяснялось в предыдущей статье, задача демпфера крутильных колебаний состоит в том, чтобы гасить (демпфировать) крутильные колебания, вызванные неравномерной работой двигателя, и не допускать их распространения на коробку передач.

 

Определить, подходит ли демпфер крутильных колебаний для того или иного типа автомобиля, можно не только в теории. Хотя программы расчетов и схемы моделирования крутильных колебаний позволяют определить «основные контуры» характеристики демпфирования крутильных колебаний, точное согласование с конкретным типом автомобиля возможно исключительно в ходе многочисленных испытаний демпферов крутильных колебаний, имеющих различные параметры.

 

Этим легко объясняется тот факт, что одинаковые внешне и по размерам ведомые диски сцепления не всегда могут быть взаимозаменяемыми. Различия в характеристиках демпфирования крутильных колебаний способны вызвать появление посторонних звуков либо становятся причиной преждевременной замены ведомого диска из-за несоответствия характеристики демпферов крутильных колебаний требуемым параметрам.

 

Диаграмма демпфирования крутильных колебаний для простого демпфера Диаграмма демпфирования крутильных колебаний с плоской графической характеристикой на холостом ходу и различными углами закручивания в тяговом режиме и на холостом ходу

 

На рисунках 3 «Диаграмма демпфирования крутильных колебаний для простого демпфера«, 4 «Диаграмма демпфирования крутильных колебаний с плоской графической характеристикой на холостом ходу и различными углами закручивания в тяговом режиме и на холостом ходу» и 5 «Диаграмма демпфирования крутильных колебаний с очень плоской графической характеристикой предвари­тельного демпфера и различными углами закручивания» представлены некоторые возможные варианты. Видно, что во всех случаях форма графических характеристик двигателя и коробки передач несимметрична.

 

Диаграмма демпфирования крутильных колебаний с очень плоской графической характеристикой предвари¬тельного демпфера и различными углами закручивания

 

Максимальный крутящий момент, который передается сцеплением, должен быть точно согласован с характеристиками конкретного автомобиля (максимальный крутящий момент двигателя, масса автомобиля, тип привода и т. д.). Во избежание соприкосновения фланца ступицы ведомого диска сцепления с ограничительными заклепками, крутящий момент, на который рассчитано сцепление, всегда должен быть выше, чем максимальный крутящий момент двигателя.
Линейная форма графиков вокруг нулевой отметки демонстрирует характеристики ведомого диска сцепления с предварительным демпфером. Такие варианты используются преимущественно в дизельных автомобилях, так как позволяют предотвратить вибрации в коробке передач на холостом ходу.

 

Серая штриховка вокруг графика крутящего момента показывает гистерезис трения. Он отражает работу трения, преобразуемую в тепло при взаимном повороте относительно друг друга деталей демпфера крутильных колебаний.
При детальном рассмотрении видно, что при движении автомобиля через демпфер крутильных колебаний передается более высокий крутящий момент, чем на холостом ходу двигателя.
Эта разница крутящих моментов называется гистерезисом трения и составляет половину от общего значения фрикционного демпфирования.

 

Графическая характеристика упругого крепления фрикционных накладок

 

Графическая характеристика упругого крепления фрикционных накладок (рис. 6 «Графическая характеристика упругого крепления фрикционных накладок«) отражает степень осевой упругости лепестков крепления между двумя фрикционными накладками.

Графическая характеристика упругого крепления фрикционных накладокУпругость лепестков крепления фрикционных накладок ведомого диска противодействует усилию прижима диафрагменной пружины. В результате в процессе включения сцепления фрикционные накладки постепенно прижимаются к сопряженным поверхностям трения, что обеспечивает плавное, без рывков включение сцепления и трогание автомобиля с места.
По мере увеличения усилия прижима упругие лепестки крепления фрикционных накладок все сильнее сжимаются — до тех пор, пока весь запас хода упругих лепестков не будет выбран.

 

В этом состоянии сцепление имеет полное фрикционное замыкание и не проскальзывает, разница частоты вращения между коленчатым валом двигателя и первичным валом коробки передач компенсирована.

 

Диаграмма распределения усилий

 

Диаграмма работы сцепления (рис. 7 «Полная диаграмма работы сцепления с кривыми усилия прижима, хода отведения и расцепления усилия«) включает в себя все графические характеристики, имеющие к этому отношение.
На оси абсцисс показан ход расцепления, то есть расстояние, которое проходит выжимной подшипник при выключении сцепления. Значимый отрезок составляет 8 мм.

 

Полная диаграмма работы сцепления с кривыми усилия прижима, хода отведения и расцепления усилия

 

Для большей наглядности при изображении роста расцепляющего усилия из-за износа фрикционных накладок кривая «Усилие расцепления при износе накладок» смещена влево.

 

Левая ось ординат показывает усилие прижима и расцепляющее усилие. Значения указаны с шагом в 1000 Н. Ход отведения нажимного диска указан в мм на правой оси ординат. Таким образом, на диаграмме сцепления отображаются следующие значения:

  • Усилие прижима нажимного диска в рабочей точке: 4750 Н;
  • Максимальное усилие прижима: 5600 Н;
  • Максимальное допустимый износ фрикционных накладок (запас износа): 2,0 мм;
  • Рабочее расцепляющее усилие: 1500 Н;
  • В максимальное расцепляющее усилие: 1800 Н;
  • Ход отведения нажимного диска при ходе выключения 8 мм: 2,0 мм.

 

Следующие диаграммы (рис. 8. «Диаграмма распределения усилий в сцеплении без упругого крепления фрикционных накладок» и рис 9. «Диаграмма распределения усилий в сцеплении с упругим креплением фрикционных накладок«) наглядно демонстрируют влияние упругого крепления фрикционных накладок на распределение усилий.

 

Диаграмма распределения усилий в сцеплении без упругого крепления фрикционных накладок

 

На диаграмме распределения усилий в сцеплении без упругого крепления фрикционных накладок (рис. 8) видно, что усилие прижима нажимного диска при выключении сцепления уменьшается линейно и относительно круто. Во время включения сцепления оно так же резко и круто увеличивается.

 

Диаграмма распределения усилий в сцеплении с упругим креплением фрикционных накладок (рис. 9) показывает, что ход выключения сцепления (расцепления), на протяжении которого усилие прижима ослабевает, примерно в два раза больше.
При включении сцепления в этом случае кривая усилия прижима растет постепенно, так как происходит плавное сжатие упругого крепления фрикционных накладок.

 

Благодаря такой более плавной работе сглаживаются даже выраженные пики усилий, показанные на кривой расцепляющего усилия.

 

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЕ ПОЧИТАТЬ:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *