Как работает автоматическое сцепление?

Ява Автоматик

С автоматическим центробежным механизмом включения сцепления

Мотоцикл существует более полувека. На протяжении всего этого времени он постоянно совершенствовался. И сегодня продолжается неутомимая работа над увеличением мощности двигателя, улучшением компоновки машины, повышением комфортабельности. Ежегодно сотни заявок поступают в патентные бюро.

Последние годы многие конструкторы заняты разработкой новых видов двигателей для одноколейных экипажей. На дорогах уже появились опытные модели с таким оснащением. Если учесть, что путь от экспериментальных образцов до серийного занимает иногда десятилетие, то можно предположить, что появление кардинально новых машин дело не столь близкого будущего.

Гораздо ближе к завершению работы, направленные на облегчение вождения мотоцикла. Сравнительно недавно внимание специалистов мотоциклостроения было привлечено к двум «Явам». Красные машины внешне мало чем отличались от своих так хорошо известных собратьев. И компоновка такая же, и рабочий объем двигателей обычный — 250 и 350 см3. Всех интриговала небольшая четкая надпись «automatic» на левой крышке картера. Обе машины были оснащены автоматическим центробежным механизмом включения сцепления.

Введение этого механизма свело до минимума действия водителя, связанные с работой сцепления. Для достижения нужной скорости после включения передачи достаточно поворачивать рукоятку управления дроссельным золотником. С увеличением оборотов мотоцикл плавно набирает скорость и достигает максимального разгона при полностью открытом дросселе. Такое сцепление особенно ценно для езды в городе, где постоянно меняется ритм движения.

Попытки создания подобных устройств делались и раньше, однако все конструкции страдали одним серьезным «недугом». Поскольку автомат должен помещаться на ведущей части сцепления, постоянно связанной с двигателем, то оно не позволяло пускать двигатель с хода или тормозить им. Конструкторы искали различные решения, либо дублирующие в таких случаях весь механизм, либо блокирующие центробежный автомат, все это усложняло и удорожало мотоцикл настолько, что подобные приспособления не нашли широкого применения. Заводу «Ява» удалось создать простой и эффективный механизм, который лишен недостатков, свойственных прежним конструкциям.

 

Рис. 1. Конструкция сцепления

Рассмотрим конструкцию автоматического сцепления «Ява» (рис. 1) более подробно. Оно состоит из наружного барабана 1, свободно вращающегося на первичном валу коробки передач и соединенного со звездочкой. На ее ступице установлены храповая шестерня пускового механизма и храповая пластина. В барабане шарнирно установлены три рычага с грузиками 3, соединенными между собой пружинами 2. Отклоняясь при вращении, они перемещают перед собой нажимной диск 7. Движение грузиков ограничено с двух сторон. С внутренней они опираются на диск звездочки, с наружной — на выступы нажимного диска.

Нажимной диск 7 сцепления, перемещаясь, сжимает пакет ведущих 11 и ведомых 10 дисков, ведущие — стальные — входят своими выступами в пазы барабана 1, а ведомые — фрикционные — в пазы ведомого барабана 8. Пакет заключает опорный диск 13 с отверстиями для стаканчиков пружин 14. С другой стороны пружины упираются в диск 15. Расстояние между дисками 13 и 15 регулируется болтами 17, зафиксированными при помощи проволоки. Оба диска вращаются вместе с наружным барабаном 1, связанные с ним своими выступами. Заканчивается сцепление запорным пружинным кольцом 16.

Разъемный, состоящий из двух половин поводок 9, соединенный с первичным валом коробки передач, имеет три выступа, которые входят в сегментные пазы внутреннего барабана 8. Таким образом, внутренний барабан может поворачиваться относительно первичного вала на длину сегментного паза. Чтобы смягчить жесткие удары в сегментных пазах, на выступы поводка надевают резиновые пальцы.

Для передачи крутящего момента в противоположном направлении сцепление снабжено кулачковой втулкой, состоящей из двух частей, с косыми плоскостями на торцах выступов и пазах. Одна часть 4 втулки жестко соединена с первичным валом через распорные втулки при помощи гайки, а другая — 5 — свободно насажена на втулку и от проворачивания относительно этой втулки фиксируется пружинной защелкой 6, насаженной на штифт нажимного диска 7.

Сцепление выключается ручным рычагом или педалью, передвигающей шток 12 с упором внутри первичного вала коробки передач. Упор посредством шарикоподшипника действует на опорный диск 13. Другой шарикоподшипник расположен между частью 4 кулачковой втулки и шайбой, запрессованной в звездочке.

Как работает автоматическое сцепление?

Рис. 2. Схема работы сцепления: а) холостой ход; б) движение; в) выключение сцепления в движении; г) пуск двигателя с хода и торможение двигателем; д) выключение сцепления при пуске двигателя с хода и торможении двигателем

Холостой ход (рис. 2, а). Грузики 3 (см. рис. 1) под действием пружин 2 оттянуты к внутреннему упору. Между нажимным диском 7, находящимся в состоянии покоя, и пакетом дисков образуется зазор V. Головки регулировочных болтов 17 опираются на диск 15, удерживая тем самым в основном положении опорный диск 13 и препятствуя его воздействию на пакет дисков. Ведомая часть сцепления не вращается и не передает крутящего момента.

Движение (рис. 2, б). С увеличением числа оборотов грузики 3 (см. рис. 1) под действием центробежных сил преодолевают сопротивление пружин 2 и двигают перед собой нажимной диск 7. После того как зазор V ликвидируется, пакет дисков сжимается. Ведущая часть сцепления захватывает ведомую, тем самым передавая крутящий момент, и мотоцикл начинает плавное движение. Пакет сжимается полностью, как только грузики дойдут до наружного упора. В то же время опорный диск 13 переместится на расстояние S, сжав пружинами 14 сцепления диски: этим обеспечивается передача максимального крутящего момента двигателя.

Выключение сцепления во время движения (рис. 2, в). Если у водителя возникла такая необходимость, делает он это при помощи рычага или педали. При этом перемещается шток переключения 12 с упором (см. рис. 1). Действуя на шарикоподшипник, он отжимает опорный диск 13. Образуется зазор V, диски получают свободу. Нажимной диск 7 не отжимается, так как грузики 3 опираются на наружный упор.

Пуск двигателя с хода и торможение двигателем (рис. 2, г). Двигатель работает на малых оборотах (или не работает). Грузики 3 (см. рис. 1) опираются на внутренний упор. Крутящий момент передается в этом случае в обратном направлении с ведомой части сцепления на ведущую. Часть 4 кулачковой втулки повернется вместе с валом коробки передач и при помощи косых выступов отодвинет от себя в осевом направлении другую часть 5, которая тормозится защелкой 6, соединенной при помощи нажимного диска 7 с ведущей частью сцепления. В результате этого часть 5 вместе с нажимным диском 7 переместится в осевом направлении и будет передвигать пакет дисков до тех пор, пока переместит опорный диск 13. В результате между диском 15 и головками болтов 17 образуется зазор. Таким образом, сцепление подготовлено к передаче максимального крутящего момента в обратном направлении, то есть от колеса мотоцикла на двигатель при помощи только пружин сцепления.

Если двигатель завелся или торможение им окончилось, то есть если изменилось направление крутящего момента, ведущая часть сцепления повернется по отношению к ведомой на длину сегментных пазов. Этого достаточно для того, чтобы часть кулачковой втулки, переместившись, освободила пакет дисков от сжатия.

Выключение сцепления при пуске двигателя с хода и при торможении двигателем (рис. 2, д). Кулачковая втулка при этом целиком раскрыта, ее часть 4 (см. рис. 1) упирается своими выступами в пазы части 5. Выключен механизм при помощи штока 12, отодвигающего опорный диск 13, образуя между ним и пакетом дисков зазор V. Сцепление не передает крутящий момент.

Итак, мы познакомились с устройством и работой автоматического сцепления. Остается добавить, что подобными механизмами оснащены небольшие серийные партии чешских машин.

В. Тимонин, инженер