Гидравлические тормозные приводы автомобилей

Общие сведения. На всех легковых автомобилях, а также автобусах и грузовых автомобилях не выше третьего класса применяют гидростатические или гидровакумные одно- или двухконтурные тормозные приводы.

Одноконтурный гидростатический тормозной привод наиболее прост. Он состоит из четырех рабочих гидроцилиндров 6 (рис. 3.3), встроенных в барабанные тормозные механизмы колес, однополостного главного тормозного цилиндра и общей напорной гидролинии.

Главный тормозной цилиндр преобразует поступательное движение, подведенное от тормозной педали через серьгу 7 и толкатель 9 к поршню 12, в гидравлический поток тормозной жидкости к рабочим гидроцилиндрам 6.

При отпущенной педали поршень 12 занимает крайнее левое положение, а его манжета 15 располагается между перепускным 13 и компенсационным 16 отверстиями в корпусе 18. Выпускной 19 и впускной 20 клапаны закрыты, давление тормозной жидкости во всех полостях главного цилиндра равно, а в рабочих цилиндрах 6 и напорной гидролинии несколько больше атмосферного. Это избыточное давление обусловлено действием пружины 17 впускного клапана 20, устраняет подсос воздуха через неплотности и обеспечивает визуальную диагностику напорной гидролинии и рабочих цилиндров 6.

Рис. 3.3. Одноконтурный гидростатический тормозной привод:

1 – защитный колпак; 2, 9 – толкатели; 3, 12 – поршни; 4, 11, 15 – манжеты; 5, 17 – пружины; 6 – корпус рабочего цилиндра; 7 – серьга; 8 – контргайка; 10 – упорная шайба; 13 – перепускное отверстие; 14 – обратный пластинчатый клапан; 16 – компенсационное отверстие; 18 – корпус главного цилиндра; 19 – выпускной клапан; 20 – впускной клапан.

Нажатие на педаль вызывает перемещение поршня 12 с манжетой 15 вправо. Меньшая часть тормозной жидкости через еще незакрытое компенсационное отверстие 16 вытесняется в бачок, а большая часть, открыв выпускной клапан 19, поступает в полости между манжетами 4 и раздвигает поршни 3 рабочих цилиндров 6. Поршни 3 через толкатели 2 поворачивают тормозные колодки и после выбора зазоров прижимают их к тормозным барабанам. При этом давление тормозной жидкости во всех рабочих цилиндрах одинаково, а поданный объем пропорционален зазору между колодками и барабаном. Очевидно, что давление и мощность потока тормозной жидкости ограничиваются мощностью ноги водителя. Это первый недостаток гидростатического тормозного привода.

Резкое отпускание (бросание) педали вызывает быстрое перемещение поршня 12 влево под действием пружины 17. Чтобы исключить при этом подсос воздуха через левую манжету, в поршне сделаны аксиальные отверстия, закрытые пластинчатым обратным клапаном 14. Он открывается, и тормозная жидкость из бачка через перепускное 13 и аксиальные отверстия, отжав манжету 15 от цилиндра, поступает в надпоршневую полость, а при растормаживании перетекает в бачок через компенсационное отверстие 16.

Если нарушены уплотнения в любом цилиндре или разорвана напорная гидролиния, возникает отказ веек колесных тормозов. Это второй недостаток одноконтурного тормозного привода.

Третий недостаток характерен для большинства тормозных приводов и проявляется в блокировке колес – прекращении их вращения под действием тормозных механизмов и привода.

Блокировка колес вызывает потерю устойчивости автомобиля, увеличивает его тормозной путь и вероятность дорожно-транспортных происшествий, особенно при больших скоростях движения по дорогам с твердым покрытием в разном состоянии.

Максимально возможная по сцеплению с дорогой тормозная сила колес прямо пропорциональна нормальной нагрузке на них и коэффициенту сцепления, которые зависят от режима и условий движения и изменяются в широких пределах. Например, коэффициент сцепления шин с мокрым асфальтом примерно в 1,5, а с мокрым и загрязненным – в 3 раза меньше, чем с сухим и чистым. Кроме того, он уменьшается с увеличением скорости движения и юза (скольжения в сторону движения). Поэтому задача создания антиблокирующего устройства как составной части тормозного привода сложна и пока решена только частично в тормозных приводах автомобилей ВАЗ и КамАЗ.

Одноконтурный гидровакуумный тормозной привод автомобилей ГАЗ-52-04, ГАЗ-53-12 и ГАЗ-66 обеспечивает легкость управления за счет применения гидровакуумного усилителя. Однако ему свойственны второй и третий недостатки гидростатического тормозного привода.

Двухконтурный гидростатический тормозной привод автомобилей ЗАЗ-968М, ЛуАЗ-969М, УАЗ-3303 уменьшает вероятность одновременного отказа тормозных механизмов всех колес, но не устраняет их раздельной блокировки и не обеспечивает легкость управления. Двухконтурный гидровакуумный тормозной привод автомобилей ВАЗ обеспечивает легкость управления за счет применения вакуумного усилителя, уменьшает вероятность одновременного отказа дисковых передних и барабанных задних тормозных механизмов вследствие поступления жидкости в их рабочие цилиндры по двумнезависимым напорным гидролиниям и устраняет раздельную блокировку колес за счет питания задних рабочих цилиндров через регулятор давления тормозной жидкости.

Перед торможением автомобиля дроссельную заслонку карбюратора закрывают. Поршни, движущиеся в цилиндрах двигателя возвратно-поступательно, засасывают горючую смесь из впускного трубопровода и создают в нем разрежение до 0,05 МПа. Это разрежение и используют как источник энергии в гидровакуумном или вакуумном усилителе тормозного привода.

Конструктивные особенности. Гидровакуумный усилитель тормозного привода автомобилей ГАЗ-52-04, ГАЗ-53-12 и ГАЗ-66 состоит из соединенных корпусами 1 (рис. 3.4.), 10 и 19 соответственно вакуумной камеры, клапана управления и гидроцилиндра.

Вакуумная камера собрана из двух штампованных чашек-корпусов 1, между которыми с помощью двух хомутов зажата диафрагма 2, соединенная через тарелку 3 и шайбу с толкателем 4 поршня 16 гидроцилиндра. Полость IV камеры через обратный клапан постоянно соединена с впускным трубопроводом двигателя, а полость III – с клапаном управления. Обе полости герметичны.

Клапан управления в зависимости от давления тормозной жидкости в напорной гидролинии главного тормозного цилиндра управляет вакуумной камерой. Он состоит из следящего поршня 12 с диафрагмой и пружиной 11, воздушного 8 и вакуумного 6 клапанов с общим штоком и пружиной 7. Диафрагма клапана управления зажата между корпусами 10 и 19, закреплена на поршне 12 и отжимается вниз пружиной 11 и разрежением в полости IV вакуумной камеры.

Гидроцилиндр включен последовательно в напорную гидролинию между главным и рабочими цилиндрами и предназначен для создания давления в последних при параллельном действии главного тормозного цилиндра и вакуумной камеры. Толкатель 4 и поршень 16 гидроцилиндра соединены стержнем. В продольный паз поршня 16 свободно установлен пластинчатый П-образный толкатель 17 обратного шарикового клапана 15. В крайнем левом положении поршня 16 толкатель 17 упирается в шайбу 18 и выступом отзывает клапан 15. В других положениях толкатель 17 на клапан 15 не действует.

 

Рис. 3.4. Гидровакуумный усилитель тормозного привода автомобиля ГАЗ-66:

а - устройство; б - схема работы при торможении; 1 - корпус вакуумной камеры; 2 - диафрагма; 3 - тарелка диафрагмы; 4, 17 - толкатели; 5, 7, 11 - пружины; 6 - вакуумный клапан; 8 - воздушный клапан; 9 - крышка клапана управления; 10 - корпус клапана управления;

Постоянная готовность гидровакуумного усилителя к срабатыванию обеспечивается надежным отключением вакуумной камеры от атмосферы, сообщением полостей I, II, III, IV между собой и высасыванием из них воздуха через впускной трубопровод двигателя. Такое положение усилитель занимает при отпущенной педали, когда обратный клапан 15 открыт толкателем 17, давление в напорной гидролинии минимально и обусловлено действием пружины впускного клапана главно-го тормозного цилиндра, поршень 12 пружиной 11 смещен вниз, воздушный клапан 8 под действием пружины 7 закрыт, а вакуумный клапан 6 открыт и сообщает между собой полости I, II, III, IV. 12 – следящий поршень; 13 – перепускной клапан; 14 – манжета; 15 – обратный клапан; 16 – поршень гидроцилиндра; 18 – упорная шайба; 19 – корпус гидроцилиндра; I, II – полости клапана управления; III, IV – полости вакуумной камеры

При резком нажатии на педаль поршень 16 вместе с толкателями 4 и 17 и диафрагмой 2 под действием давления p ₁ тормозной жидкости перемещаются вправо, а поршень 12 с диафрагмой клапана управления – вверх. Подаваемая тормозная жидкость раздвигает поршни рабочих цилиндров, и они поворачивают тормозные колодки, преодолевая сопротивление пружин. Когда колодки выберут зазор, сопротивление их повороту и давление p ₁ тормозной жидкости увеличатся. Под действием этого давления поршень 12 перемещается вверх и сжимает пружину II. Его седло прижимается к вакуумному клапану 6, а шток открывает воздушный клапан 8. Это вызывает отключение полостей II и IV от полостей I и III и сообщение последних через фильтр с атмосферой. Под действием разности давлений диафрагма 2 прогибается, сжимая пружину 5, и через толкатель 4 помогает тормозной жидкости, подаваемой главным цилиндром перемещать поршень 16 вправо и уже под большим давлением р ₂ раздвигать поршни рабочих цилиндров и прижимать колодки к тормозным барабанам. Закрытый обратный клапан 15 и манжета 14 поршня 16 отделяют гидролинию управления с давлением р ₁ от напорной гидролинии с давлением р ₂.

Остановка нажатой педали вызывает незначительное уменьшение давления р ₁ из-за еще перемещающегося вправо поршня 16. Поэтому поршень 12 перемещается вниз пружинами 7 и 11 до тех пор, пока воздушный клапан 8 под действием пружины 7 не закроется при закрытом вакуумном клапане 6.

Так как воздушный клапан 8 закрыт, то атмосферный воздух прекращает поступать в полость III, диафрагма 2 останавливается и под действием разности давлении помогает педали удерживать через толкатель 4 поршень 16 под давлением р ₂ > р ₁.

Если при остановленной педали разрежение во впускном трубопроводе двигателя увеличится, то диафрагма клапана управления вызовет перемещение поршня 12 вниз, вакуумный клапан 6 приоткроется и перепустит часть воздуха из полости III в полость IV, а диафрагма 2 сохранит положение поршня 16 неизменным. Уменьшению разрежения в полости IV из-за его уменьшения во впускном трубопроводе препятствует обратный клапан.

При отпускании педали давление р ₁ тормозной жидкости уменьшается, поршень 12 пружиной 11 перемещается вниз, вакуумный клапан 6 полностью открывается, сообщая полости I, II, III, IV между собой. Диафрагма 2 под действием пружины 5 и быстро уменьшающегося давления р ₂ тормозной жидкости через поршень 16 и толкатель 4 перемещается в крайнее левое положение. В конце ее хода толкатель 17 упирается в шайбу 18 и открывает клапан 15, сообщая гидролинию управления с напорной.

Рабочие цилиндры барабанных тормозов могут быть одно и двухпоршневыми, с автоматической регулировкой положения поршней и без нее.

Двухпоршневые несаморегулирующиеся рабочие цилиндры тормозов передних и задних колес автомобиля ГАЗ-53-12 одинаковы. Они показаны на рис. 3.3, а их устройство и работа рассмотрены ранее.

Однопоршневые несаморегулирующиеся рабочие цилиндры устанавливают по два в тормозные механизмы передних колес автомобилей УАЗ-3303 и ГАЗ-66. Саморегулирующиеся двухпоршневые рабочие цилиндры применяют в тормозных механизмах задних колес большинства легковых автомобилей. Саморегулировку обычно обеспечивает разрезное пружинное кольцо, расположенное с осевым зазором в канавке поршня и запрессованное в цилиндр с усилием, не превышающим силу максимального давления тормозной жидкости на поршень. При износе фрикционных накладок поршни под давлением тормозной жидкости перемещают кольца в цилиндре, а они ограничивают ход поршней назад. В рабочих цилиндрах автомобилей ВАЗ этот ход можно регулировать.

Сигнализатор аварийной утечки тормозной жидкости применяют в двухконтурных тормозных приводах автомобилей
ГАЗ-3102 и УАЗ-3303.

В расточку корпуса 2 (рис. 3.5, а) сигнализатора установлены короткий 3 и длинный 6 поршни с уплотнительными кольцами 7. На длинном поршне 6 сделана канавка, в которую под действием толкателя выключателя 4 контрольной лампы входит шарик 5.

При исправных напорных гидролиниях тормозов передних и задних колес давление тормозной жидкости на поршни 3 и 6 одинаково, шарик 5 утопает в канавке, а контрольная лампа на щитке приборов выключена.

Уменьшение давления тормозной жидкости в одной из напорных гидролиний вызывает перемещение поршней 3 и 6 в ее сторону, шарик 5 выходит из канавки, нажимая на толкатель, выключателя 4, и контрольная лампа загорается, сигнализируя водителю о неисправности тормозного привода.

Основные возможные неисправности тормозных систем и их техническое обслуживание рассмотрены в гл. 2, а их гидроприводов – ниже.

Надежность гидравлических тормозных приводов зависит, прежде всего, от качества тормозной жидкости, особенно от ее чистоты. Загрязнение тормозной жидкости нефтепродуктами вызывает набухание манжет и других резиновых деталей и, как следствие, зависание поршней главного и рабочих цилиндров, клапана управления (в автомобиле ГАЗ-53-12), аварийного сигнализатора (автомобиль УАЗ-3303). Загрязнение механическими примесями приводит к ускоренному изнашиванию или заклиниванию подвижных деталей и уточке тормозной жидкости.

 

 

Рис. 3.5. Схема аварийного сигнализатора (а) и главного тормозного цилиндра (б) автомобиля УАЗ-3303:

1 - пробки; 2 - корпус; 3 - короткий поршень; 4 - выключатель; 5 - шарик; 6 - длинный поршень; 7 - уплотнительные кольца; 8 - бачки; 9 - упор; 10 - пружины; 11, 17 - манжеты; 12 - поршень привода задних тормозов; 13 - упорный болт; 14 - держатель; 15 - винт; 16 - поршень привода передних тормозов

Обводнение тормозной жидкости, особенно гигроскопичных (ГТЖ-22М и "Нева"), резко снижает температуру ее кипения и эффективность тормозного привода, вызывает коррозию и заедание подвижных деталей. Смешивание тормозных жидкостей разных марок (БСК, ГТЖ-22М, "Нева") недопустимо, так как оно резко ускоряет набухание резиновых и коррозию металлических деталей, вызывает расслоение смеси.

Насыщение или разрыв потока воздухом резко увеличивает сжимаемость жидкости и снижает эффективность тормозного привода из-за увеличения хода и отдачи педали.

Следовательно, при техническом обслуживании автомобилей необходимо контролировать не только уровень тормозной жидкости в бачке, но и ее чистоту в приводе.

Загрязненные тормозные жидкости БСК и "Нева" сливают в специальную посуду и сжигают, а жидкость ГТЖ-22М разбавляют 10... 15 объемами воды, сливают в яму и засыпают землей.

После слива загрязненной тормозной жидкости и ремонта гидроагрегатов тормозной привод промывают денатурированным спиртом, заливают и прокачивают чистую тормозную жидкость только той марки, которая рекомендована заводом-изготовителем. Использование тормозной жидкости другой марки может вызвать быстрый отказ гидропривода.

Прокачка тормозного гидропривода необходима для удаления воздуха из всех его полостей прерывистыми потоками тормозной жидкости через перепускные клапаны 13 (рис. 3.5.) гидровакуумного усилителя и всех рабочих цилиндров. Прокачку обычно выполняют вдвоем и начинают с гидроагрегата, расположенного выше или дальше от главного тормозного цилиндра.

В автомобилях ГАЗ-53-12 и ГАЗ-66 прокачку начинают с гидровакуумного усилителя. Для этого очищают резиновый колпачок перепускного клапана 13 от пыли и грязи, вместо него надевают резиновый шланг и погружают его выходной конец до дна прозрачной бутылки, наполовину заполненной тормозной жидкостью. После нажатия тормозной педали перепускной клапан отворачивают на 1/2... 3/4 оборота, а в конце хода педали заворачивают, наблюдая все это время за выделением пузырьков воздуха из шланга. Доливая тормозную жидкость в главный цилиндр, повторяют прокачку до прекращения выделения пузырьков воздуха. Затем тормозную жидкость прокачивают через перепускной клапан каждого рабочего цилиндра в последовательности: задний правый, передний правый, передний левый, задний левый.

Свободный ход педали тормоза при отрегулированных тормозных механизмах должен быть 8... 14 мм. Ему соответствует зазор между толкателем и поршнем главного тормозного цилиндра 1,5... 2,5 мм. При правильной регулировке и прокачке полностью нажатая педаль не должна опускаться более чем на половину хода.

Содержание отчета

В отчете лабораторной работе №3 должны быть представлены следующие сведения:

-цель работы;

-общие положения;

-порядок выполнения работы и результаты экспериментов;

-выводы и заключения.

Контрольные вопросы

1. Какие вы знаете типы тормозных приводов тракторов?

2. Расскажите принцип действия механического привода тормозов трактора.

3. Расскажите об устройстве и принципе действия пневматического привода тормозов трактора.

4. Какова эффективность действия различных типов тормозных приводов трактора?

5. Расскажите об общих требованиях к гидравлическим тормозным приводам автомобиля.

6. Назначение и принцип работы гидровакуумного тормозного привода автомобиля.

7. Назначение и принцип работы сигнализатора аварийной утечки тормозной жидкости.

8. Основные неисправности тормозных систем и их техническое обслуживание.

Лабораторная работа № 4

Механизм сцепления

Цель работы: Изучить механизм сцепления автомобилей и закрепить теоретические знания по назначению, устройству и работе сцепления

Порядок выполнения работы

1.Изучить назначение, устройство и работу сцепления

2.Рассмотреть и уметь объяснить следующие схемы:

2.1.Передачу усилия от маховика к нажимному диску сцепления 2.2.Передачу усилия от тормозной педали к муфте выключения сцепления

2.3.Работу пневматического усилителя привода выключения сцепления

автомобиля

3. Выписать основные параметры, характеризующие сцепления изучаемых автомобилей

3.1.Тип сцепления

3.2.Тип привода выключения сцепления

3.3.Тип усилителя привода выключения сцепления и место его установки

3.4.Способы передачи усилия от маховика к нажимному диску сцепления

4.Составить отчет о работе, дать ответ на контрольные вопросы

Общие положения и содержание работы

Назначение сцепления. Сцепление предназначено для кратковременного от­соединения работающего двигателя от трансмиссии и плавного их соединения. От­соединять трансмиссию от двигателя необходимо при остановке, торможении авто­мобиля и переключении передач; плавно соединять их - при трогании автомобиля с места и после переключении передач во время движения. Кроме того, сцепление предохраняет детали трансмиссии от перегрузок инерционным моментом при рез­ком торможении автомобиля без выключения сцепления. Сцепление должно обес­печивать передачу максимального крутящего момента двигателя без пробуксовки при полном включении; чистоту выключения, необходимую для полного отсоеди­нения двигателя от трансмиссии; плавность включения для уменьшения динамиче­ских нагрузок в трансмиссии и плавного трогания автомобиля с места.

Сцепление состоит из ведущей и ведомой частей. Детали ведущей части сцеп­ления соединены с маховиком и передают крутящий момент двигателя на ведомую часть, соединенную с валом коробки передач.

Типы сцеплений. В зависимости от характера связи между ведущей и ведо­мой частями различают фрикционные, гидравлические и электромагнитные (порош­ковые) сцепления. У фрикционных сцеплений крутящий момент передается с веду­щей части на ведомую силами трения, действующими на поверхностях соприкосно­вения этих частей. У гидравлических сцеплений (гидромуфт) связь ведущей и ведо­мой частей осуществляется потоком жидкости, движущимся между этими частями, а у электромагнитных сцеплений - магнитным полем.

На большинстве современных автомобилей используются фрикционные сцеп­ления. Они, как правило, постоянно замкнутые, т.е. постоянно включенные и вы­ключаемые водителем. На легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности устанавливаются однодисковые сухие сцепления, т.е. с несмазываемыми трущимися поверхностями. Двухдисковые сцепления применяют на грузовых автомобилях повышенной проходимости.

Прижатие ведомого и нажимного дисков к маховику осуществляется нажим­ными пружинами, которые подразделяются на периферийные и центральные. По периферии устанавливают цилиндрические пружины, а центрально - одну тарельча­тую (диафрагменную).

Основные элементы и принципы работы фрикционного сцепления. Ос-новные элементы фрикционного сцепления показаны на рис. 4.1. Сцепление вклю­чает следующие узлы: ведущую часть - маховик 2, соединенный с коленчатым ва­лом двигателя 1, нажимной диск 4, нажимные пружины 5, кожух сцепления 6; ведо­мую часть - ведомый диск 3 с гасителем крутильных колебаний 14; механизм вы­ключения - отжимные рычаги 13, выжимной подшипник 12 с муфтой выключения 7; привод управления сцеплением - педаль 8, оттяжную пружину 9, тягу 10 и вилку 11. При необходимости в привод встраивается усилитель, помогающий водителю управлять сцеплением.

 

 

Рис. 4.1. Схема фрикционного сцепления

 

Сжатие трущихся поверхностей сцепления производится нажимными пружинами 5. В ряде конструкций в приводе сцеплений между выжимным подшипником 12 и лапками рычагов 13 имеется зазор А, необходимый для пол­ного выключения сцепления. При износе трущихся поверхностей этот зазор уменьшается и его необходимо восста­новить соответствующей регулировкой.

Выключение сцепления производится следующим образом. При нажатии на педаль 8 через систему тяг и рычагов перемещается выжимной подшипник 12 и вы­бирается зазор А. Затем выжимной подшипник воздействует на рычаги 13 и нажим­ной диск 4 перемещаются вправо, сжимая пружины 5. При этом между ведомым диском 3, маховиком 2 и нажимным диском 4 образуются зазоры, что приводит к отключению сцепления. Наличие указанных зазоров обеспечивает чистоту выклю­чения сцепления. Конструкция сцепления определяется числом ведомых дисков, типом и распо­ложением нажимных пружин.

Устройство однодискового и двухдискового сцеплений. Наиболее широкое распространение получили однодисковые фрикционные сцепления с тарельчатой нажимной пружиной. Они устанавливаются на заднеприводных автомобилях ВАЗ-2101... 2107 и их модификациях, «Москвич»2140, «Волга» ГАЗ-3110, на передне­приводных - ВАЗ-2108... 2112, «Москвич» 2141, автомобилях повышенной прохо­димости ВАЗ-2121 «Нива», ВАЗ-2131 и УАЗ-3160, а также автобусах МАЗ-101, МАЗ-103, МАЗ-104 и многих автомобилях дальнего зарубежья.

Сцепления с тарельчатой нажимной пружиной, получившие распространение на легковых и грузовых автомобилях малой грузоподъемности, начинают использо­ваться на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности. Тарельчатая пружина в сцеплениях этого типа служит сжимающим и отводящим механизмом, что позволяет сократить габаритные размеры сцепления и массу. Преимуществом сцепления с тарельчатой нажимной пружиной по сравнению со сцеплением, имею­щим по периферии цилиндрические пружины, является также то, что тарельчатая пружина обеспечивает более равномерное давление на нажимной диск. Давление тарельчатой пружины при износе фрикционных накладок ведомого диска и, следо­вательно, передаваемый крутящий момент, практически не изменяются. Кроме того, для удержания сцепления в выключенном состоянии нужна несколько меньшая си­ла, чем в сцеплениях с периферийными цилиндрическими пружинами, что облегчает работу водителя.

Однодисковое сцепление переднеприводных автомобилей ВАЗ, в частности ВАЗ-2109 (рис. 4.2), крепится на маховике 7 шестью болтами 10 и тремя установоч­ными штифтами, центрирующими сцепление относительно маховика. Сцепление закрыто алюминиевым картером 1, который крепится к блоку двигателя. Со сторо­ны двигателя торцовая поверхность картера сцепления закрывается верхней и ниж­ней крышками. На внутренней стороне крышки имеется шкала 9 с делениями, а на маховике 7 - метка. По ним устанавливают и проверяют момент зажигания. С этой целью в верхней части картера сцепления выполнен смотровой люк. В отверстие нижнего прилива картера сцепления запрессована металлическая втулка 2, на кото­рую опирается нижний конец оси вилки 3 выключения сцепления. Верхний конец оси вилки входит в пластмассовую втулку 14. Рычаг 15 вилки выходит через люк наружу и соединяется с тросом привода выключения сцепления.

Рис. 4.2. Сцепление однодисковое в сборе:

1 - картер сцепления; 2 - нижняя опорная втулка вилки выключения сцепления; 3 - ось вилки выключения сцепления; 4 - подшипник выключения сцепления; 5 - ведомый диск; 6 - первичный вал коробки передач; 7 - маховик; 8 - нажимной диск; 9 - шкала для проверки момента зажигания; 10 - болт крепления кожуха сцепления к маховику; 11 - кожух сце­пления; 12 - нажимная тарельчатая пружина сцепления; 13 - подшипник первичного вала коробки передач; 14 - верх­няя втулка вилки выключения сцепления; 15 -рычаг вилки выключения сцепления.

Ведущая часть сцепления, состоящая из кожуха 11, нажимного диска 8 и та­рельчатой пружины 12, представляет собой неразъемный узел и имеет жесткое со­единение с маховиком. Эта часть сцепления предназначена для передачи крутящего момента на его ведомую часть. Кожух 11 сцепления отштампован из стали. К нему заклепками 14 (рис 4.3) крепятся три пары упругих пластин 15, соединяющих кожух сцепления с нажимным диском 13, что обеспечивает передачу крутящего момента14 двигателя от кожуха сцепления на нажимной диск и отвод нажимного диска от ве­домого при выключении сцепления. В гнездах кожуха приварены опорные кольца 17 круглого сечения, служащие опорами для нажимной тарельчатой пружины 18, относительно которых происходит ее прогиб при выключении сцепления.

Рис. 4.3. Детали однодискового сцепления и демпфера крутильных колебаний:

1 - ведомый диск сцепления; 2 - упорный палец; 3 - ступица ведомого диска; 4 - передняя пластина демпфера кру­тильных колебаний; 5 - фрикционные накладки; 6 - заклепка для крепления фрикционной накладки; 7 - фланец ступи­цы ведомого диска; 8 - пружина демпфера; 9 - фрикционные кольца демпфера; 10 - опорное кольцо пружинной шайбы демпфера; 11 - пружинная шайба демпфера; 12 - задняя пластина демпфера крутильных колебаний; 13 - нажимной диск сцепления; 14 - заклепка для крепления упругих пластин; 15 -упругая пластина; 16 - кожух сцепления; 17 - опор­ные кольца нажимной тарельчатой пружины; 18 - нажимная тарельчатая пружина; 19 - подшипник выключения сцепления; 20 - муфта подшипника выключения сцепления; 21 - направляющая втулка; 22 - вилка выключения сцепле­ния; 23 - соединительная пружина вилки и муфты подшипника выключения сцепления.

Нажимной диск 13 чугунный, имеет три прилива, через отверстия которых проходят заклепки крепления упругих пластин. Со стороны кожуха сцепления на нажимном диске выполнены углубления для вентиляции сцепления и кольцевой вы­ступ, на который давит наружная кромка нажимной тарельчатой пружины.

Нажимная тарельчатая пружина 18 отштампована из листовой стали и имеет форму усеченного конуса. Радиальные прорези, делящие пружину на двадцать сек­торов, образуют на поверхности пружины лепестки, работающие как упругие рыча­ги выключения сцепления. Прорези на периферии переходят в отверстия, в которые при сборке заходят выступы кожуха сцепления и загибаются на 100-110. При этом пружина помещается между опорными кольцами 17.

Ведомая часть сцепления состоит из ведомого диска 1 в сборе со ступицей 3,фланцем 7, фрикционными накладками 5 и демпфером крутильных колебаний. Ве­домая часть расположена на шлицах первичного вала коробки передач.

Ведомый диск 1 стальной с фигурными прорезями, делящими его на восемь лепестков, отогнутых в разные стороны, что придает волнообразную форму его ра­бочей поверхности. К лепесткам ведомого диска независимо друг от друга прикле­паны стальными заклепками 6 фрикционные накладки 5. Головки заклепок 6 утопа­ют в отверстиях накладок, а их стержни расклепаны со стороны диска через отвер­стия противоположной накладки, т.е. к каждому лепестку прикреплены обе наклад­ки, каждая своей заклепкой. Такое крепление накладок сохраняет волнообразную поверхность ведомого диска, что обеспечивает плавное включение сцепления, так как ведомый диск становится плоским постепенно, по мере увеличения усилия при­жатия его к поверхности маховика. При этом ведомый диск вначале проскальзывает относительно маховика и нажимного диска, и передаваемый крутящий момент воз­растает постепенно. Это предохраняет детали трансмиссии от перегрузок и способ­ствует плавному троганию автомобиля с места.

С этой же целью, а также для гашения крутильных колебаний, ведомый диск соединяется с фланцем 7 ступицы 3 через детали гасителя крутильных колебаний, которые обеспечивают упругую связь между ними.

Демпфер сцепления. Во фланце ступицы выполнены шесть прямоугольных окон и три подковообразных выреза. Через них проходят упорные пальцы 2 гасите­ля, которые соединяют его переднюю 4 и заднюю 12 пластины с ведомым диском. Эти пальцы свободно проходят через подковообразные вырезы фланца ступицы и ограничивают угол поворота ведомого диска вместе с пластинами гасителя относи­тельно ступицы. В пластинах гасителя крутильных колебаний, как и во фланце сту­пицы, имеются прямоугольные окна, в которых расположены пружины 8 разной уп­ругости и цвета покрытия. Применение пластин разной упругости расширяет зону действия демпфера и обеспечивает нужную характеристику его работы. Например, ведомые диски автомобилей ВАЗ - 2110, - 21113 и - 2112 отличаются от дисков предыдущих моделей наличием демпфера холостого хода: две пружины из шести заметно меньшего диаметра и смещены ближе к центру. С обеих сторон фланца ступицы ведомого диска установлены фрикционные кольца 9: одно стальное, другое из фрикционного материала. Пружинная шайба 11 демпфера через опорное кольцо 10 создает постоянный момент трения между поверхностями фрикционных колец и фланца ступицы. От выпадения из окон фланца ступицы пружины 8 фиксируются окнами в пластинах 4 и 12, размер которых меньше диаметра пружин.

Гашение крутильных колебаний происходит за счет сил трения, которые воз­никают при перемещении ведомого диска 1 и пластин 4, 12 относительно фланца ступицы 7 и за счет упругости пружин 8. Амплитуда действия упругого элемента гасителя крутильных колебаний ограничивается тремя упорными пальцами 2, кото­рые упираются в подковообразные вырезы фланца ступицы. Кроме того, введение демпфера в ведомый диск позволяет компенсировать возможную несоосность ко­ленчатого вала двигателя и первичного вала коробки передач, приводящих к изна­шиванию пар трения сцепления.

Выключение сцепления осуществляется через механический привод, усилие от которого через рычаг вилки 22 передается на муфту 20 подшипника выключения16,сцепления 19. Муфта 20 в сборе с подшипником расположена на направляющей втулке 21, которая крепится к внутреннему торцу гнезда подшипника первичного вала коробки передач. Вилка выключения сцепления 22 прижимается к выступам муфты 20 пружиной 23.

Сцепления с разрезной тарельчатой пружиной применяются двух типов: вдавливаемого, когда выжимной подшипник при выключении перемещается по на­правлению к сцеплению (как в вышеописанном сцеплении), и вытяжного, когда выжимной подшипник перемещается от сцепления. У сцепления с разрезной та­рельчатой пружиной вдавливаемого типа пружина действует на нажимной диск на­ружным краем сплошного конца тарелки, что упрощает механизм выключения сце­пления, а у вытяжного типа - внутренним краем. При этом уменьшается усилие вы­ключения на 30...40%, что в ряде случаев позволяет обойтись без усилителя в при­воде; при выключении не изменяется направление действия силы пружины, что по­вышает ее долговечность; уменьшается масса и увеличивается жесткость кожуха сцепления, хотя и усложняется механизм выключения сцепления.

Двухдисковые сцепления устанавливаются на большегрузных грузовых авто­мобилях типа МАЗ, КамАЗ, Урал, КрАЗ, автобусах ЛАЗ-4207 и др. Сжатие трущих­ся поверхностей в этих сцеплениях производится цилиндрическими пружинами или, реже, тарельчатой пружиной. Цилиндрические пружины устанавливают по перифе­рии, что обеспечивает равномерное сжатие трущихся поверхностей за счет симмет­ричного расположения пружин друг относительно друга и отжимных рычагов. В за­висимости от числа нажимных пружин они располагаются на одной или двух ок­ружностях нажимного диска.

На магистральных седельных тягачах семейства МАЗ-5440 и 6430, которые оборудуются двигателями МАН 2866 и 2876 устанавливаются сцепления фирмы «Фихтель и Сакс» вытяжного типа: однодисковые с тарельчатой пружиной диамет­ром 430 мм или двухдисковые - диаметром 400 мм.

На автомобилях МАЗ-5432, 5433, 5337, 6422 и их модификациях применяется сухое двухдисковое сцепление с периферийным расположением пружин (рис. 4.5). Сцепление располагается в картере 1 маховика двигателя 2. Промежуточный 22 и основной 20 нажимные диски имеют на наружной поверхности по четыре прилива, которые входят в пазы на маховике, что и обеспечивает передачу крутящего момен­та от двигателя.

 

Рис. 4.5. Сцепление двух­дисковое с периферийными пружинами:

1 - картер маховика; 2 - маховик; 3 - отжимная пружина; 4 - шток; 5 - разрезное пружинное кольцо; 6 - упорная планка; 7 - оттяжной рычаг; 8 - опорная вилка; 9 -регули­ровочная шайба; 10 - опорная плас­тина; 11 - муфта выключения сцеп­ления; 12 - шланг для подачи смазки; 13 - вилка выключения сцепления; 14 -упорное кольцо отжимных ры­чагов; 15 - валик вилки выключения сцепления; 16 -рычаг; 17 - кожух; 18 - нажимная пружина; 19 - теп­лоизоляционная шайба; 20 - нажим­ной диск; 21 - задний ведомый диск; 22 - промежуточный нажимной диск; 23 - передний ведомый диск.

Пружины 18, установ­ленные на теплоизоляцион­ных шайбах 19, воздейст­вуют на нажимные диски и расположенные между ними и маховиком задний 21 и передний 23 ведомые диски с фрикционными накладками.

При выключении сцепления между маховиком, ведомыми и нажимными дис­ками образуются зазоры, чему способствуют пружины 3. По мере изнашивания фрикционных накладок необходимые для чистоты выключения зазоры обеспечива­ются механизмом автоматической регулировки перемещения промежуточного на­жимного диска. Этот механизм состоит из штоков 4, закрепленных в приливах про­межуточного нажимного диска, разрезных колец 5 и упорных планок 6, которые вместе с кожухом сцепления 17 крепят болтами к маховику. Промежуточный на­жимной диск под действием пружин 18 перемещается к маховику в соответствии с износом фрикционных накладок. При этом пружинные нажимные кольца 5 переме­щаются по штокам 4 в новое положение, в результате чего и сохраняется зазор меж­ду кольцами 5 и упорными планками 6, т.е. регулирование происходит автоматиче­ски.

В вилках 8 на осях, вращающихся в игольчатых подшипниках, подвешены че­тыре отжимных рычага 7, соединенных в свою очередь аналогичным образом с уш­ками нажимного диска. Рычаги 7 имеют пружины, фиксирующие их положение. Муфта выключения сцепления 11 установлена с упорным шарикоподшипником на втулке с помощью фланца, прикрепленного к картеру коробки передач, и смазыва­ется при помощи пресс-масленки и гибкого шланга 12, соединяющего его с муфтой.

Со стороны муфты на внутренних концах отжимных рычагов стопорными пружинами закреплено упорное кольцо 14. Муфту 11 охватывает вилка выключения 19 сцепления 13, закрепленная на валике 15, вращающемся во втулках картера сцепле­ния под действием усилия, передающегося от привода управления сцеплением на рычаг 16.

Аналогичным сцеплением, в зависимости от комплектации, могут оборудо­ваться автобусы МАЗ (сцепление ЯМЗ-236 К). В сцеплении можно регулировать ус­тановку отжимных рычагов 7 и зазор между кольцом 14 и упорным подшипником муфты 11. Расстояние от плоскости упорного кольца 14 до плоскости промежуточ­ного нажимного диска должно составлять 63,5... 64,5 мм. Его регулирование вы­полняют с помощью гаек 9 на вилках подвески рычагов 7. Гайки имеют специаль­ные стопоры и фиксируются упорными пластинами 10.

Сравнение двухдисковых сцеплений с современными однодисковыми, имею­щими наружный диаметр свыше 380 мм, показывает, что однодисковые сцепления пригодны для двигателей с крутящим моментом до 2000 Нм.

Следовательно, тен­денцию, связанную с распространением однодисковых сцеплений, следует полагать определяющей на обозримую перспективу. При этом мировой опыт показывает, что производство двухдисковых сцеплений выгодно только при максимальной унифи­кации их узлов и деталей с базовыми однодисковыми моделями.

Устройства для обеспечения привода является тросовый привод чистоты выключения (Рис. 4.6.). Этот привод обладает минимальной массой, приспособлен к дистанционному управлению, прост в обслуживании, позволяет герметизировать кузов, что имеет существенное значение для обеспечения комфортных условий (шумоизоляция, пыленепроницаемость) в са­лоне автомобиля.

Тросовый беззазорный привод выключения сцепления устанавливается на большинстве автомобилей дальнего зарубежья, а так же автомобилях ВАЗ-2108 -ВАЗ-2112, АЗЛК-2141, 3A3-11022 «Таврия», ВАЗ-1111 «Ока» и их модификациях. Тросовый привод автомобиля ВАЗ-2109 изображен на рис. 4.6. Здесь педаль сцеп­ления 1 соединяется с верхним наконечником троса пальцем и оттягивается в край­нее переднее положение оттяжной пружиной 7, вследствие чего подшипник выклю­чения сцепления поджимается с усилием 50...70 Н к лепесткам нажимной пружины. Такое усилие не вызывает прогиба нажимной пружины на опорных кольцах, т.е. пробуксовки сцепления не происходит. Нижний наконечник оболочки троса зажат в гнезде кронштейна 4 коробки передач двумя гайками 3. Конец троса 2 соединяется с поводком 5, в прорезь которого заходит крючок рычага вилки выключения сцепле­ния 6. При нажатии на педаль 1 трос 2 воздействует на поводок 5, связанный с ры­чагом вилки выключения сцепления 6, перемещающей муфту выжимного подшипника.

 

 

 

Рис. 4.6. Тросовый безза­зорный привод выклю­чения сцепления:

1 - педаль сцепления; 2 - трос; 3 -ре­гулировочные гайки; 4 - кронштейн;

5 - поводок троса; 6 -рычаг вилки вы­ключения сцепления; 7 - оттяжная пружина

При выключении сцепления свободный ход педали отсутствует, т.е. сразу на­чинается рабочий ход, вследствие чего величина полного хода педали уменьшается. Полный ход педали должен составлять 125 - 130 мм. Он регулируется гайками 3, которыми изменяют длину нижней ветви троса. В процессе эксплуатации автомоби­ля вследствие износа накладок ведомого диска ход педали увеличивается. Макси­мально допустимый ход педали не должен превышать 160 мм.

Подшипник выключения сцепления с беззазорным приводом устанавливается с небольшим радиальным зазором на муфту, что позволяет ему само устанавливать­ся. Это повышает долговечность контактируемой пары: подшипника и нажимной пружины.

Несмотря на постоянное поджатие подшипника к лепесткам нажимной пру­жины, его работоспособность не снижается, что объясняется отсутствием динамиче­ских нагрузок на него при выключении сцепления. Последнее характерно для при­водов с зазором между подшипником и лепестками нажимной пружины, когда в момент выключения сцепления подшипник воспринимает резко увеличивающиеся нагрузки.

Гидравлический привод сцепления обладает преимуществами тросового привода и повышенной плавностью включения сцепления даже при резком отпус­кании педали, что снижает динамические нагрузки в трансмиссии автомобиля. Од­нако он более сложен в изготовлении и эксплуатации и, следовательно, дороже ме­ханического привода. Данный привод с зазорами устанавливался на автомобилях ГАЗ-24 «Волга» (рис. 4.7, а), Москвич-2140, ВАЗ-2105-2107, ВАЗ-2123 «Нива», ИЖ-2126, УАЗ-3741, 3303, 3160 и их модификациях. В гидравлическом приводе сцепления усилие от педали 5 к рычагу вилки 11 выключения сцепления передается через жидкость, находящуюся в главном цилиндре 2, трубопроводе 7 и рабочем ци­линдре 13. Полость главного цилиндра сообщается с бачком 1 через перепускное отверстие А и компенсационное Б.

При нажатии на педаль 5 перемещается шток 4 с поршнем 3 главного цилинд­ра 2. Поршень перекрывает компенсационное отверстие Б и рабочая жидкость вы­тесняется под давлением из главного цилиндра по трубопроводу 7 в рабочий ци­линдр 13, закрепленный на картере сцепления. Поршень 9 рабочего цилиндра через шток 10 поворачивает рычаг вилки 11, выключая сцепление. После отпускании пе­дали оттяжные пружины 6 и 12 соответственно педали и вилки возвращают детали привода в исходное положение, сцепление включается, и давление жидкости в тру­бопроводе и цилиндрах уменьшается до атмосферного.

Рис. 4.7. Гидравлический привод выключения сцепления: а) с зазором; б) рабочий цилиндр беззазорного привода;

1 - бачок; 2 - главный цилиндр; 3 - поршень главного цилиндра; 4 - шток; 5 - педаль сцепления; 6 - оттяжная пружина педали; 7 - трубопровод; 8 - клапан для выпуска воздуха при прокачке гидросистемы; 9 - поршень рабочего цилиндра; 10 - шток; 11 -рычаг вилки выключения сцепления; 12 - оттяжная пружина вилки выключения; 13 -рабочий цилиндр; 14 - пружина; 15 - корпус рабочего цилиндра; 16 - поршень рабочего цилиндра; 17 - манжета; 18 - шток; 19 - чехол; 20 - защитное кольцо.

При резком отпускании педали в главном цилиндре может возникнуть разря­жение, если жидкость, поступая из трубопровода, не успевает заполнить освобож­дающееся слева от поршня 3 пространство. Тогда часть жидкости из бачка через пе­репускное отверстие А, отжимая края уплотнительной манжеты поршня 3, поступа­ет в пространство слева от поршня, устраняя тем самым появление паров жидкости из-за разряжения. Избыточная жидкость вытекает из главного цилиндра через ком­пенсационное отверстие Б обратно в бачок 1. В рабочем цилиндре имеется клапан 8 для выпуска воздуха при покачивании гидросистемы во время технического обслуживания.

Свободный ход педали сцепления определяется в данном случае зазором меж­ду подшипником муфты и рычагами выключения, а также зазором «а» между порш­нем 3 и штоком 4 главного цилиндра. Первый зазор регулируют, изменяя длину штока 10, а второй - штока 4, правый конец которого установлен на эксцентриковой оси.

В беззазорном гидравлическом приводе автомобилей ГАЗ—3110,3111 «Вол­га», ГАЗ-3302 «Газель», ГАЗ-2217 «Соболь», ГАЗ-2752 «Баргузин» и их модифи­кациях пружина 14 (рис. 4.7, б) рабочего цилиндра 15 постоянно поджимает через поршень 16, уплотненный манжетой 17, шток 18 и рычаг вилки выключения сцеп­ления в положение, при котором подшипник выключения сцепления поджат к кон­цам лепестков тарельчатой пружины, и наружное кольцо подшипника вращается вместе с ними. Внутренняя полость рабочего цилиндра защищена от пыли и грязи резиновым чехлом 19 и защитным кольцом 20.

При износе фрикционных накладок и перемещении в связи с этим концов ле­пестков тарельчатой пружины в сторону коробки передач через те же детали проис­ходит перемещение поршня и дополнительное сжатие пружины 14. Так как жест­кость этой пружины небольшая, то поджатие подшипника к концам лепестков уве­личивается незначительно. Таким образом, компенсация износа фрикционных на­кладок происходит автоматически за счет смещения рабочей зоны поршня по длине рабочего цилиндра и его шток не имеет регулировочных гаек.

Для автомобилей большой грузоподъемности ограничения по усилию на пе­дали сцепления, введенные ГОСТом, предполагают обязательное применение уси­лителей. Усилители бывают механическими, гидравлическими, пневматическими, пневмогидравлическими или вакуумными.

Содержание отчета

В отчете лабораторной работе №4должны быть представлены следующие сведения:

-цель работы;

-общие положения;

-порядок выполнения работы и результаты экспериментов;

-выводы и заключения.

Контрольные вопросы

1. Назначение сцепления.

2. Типы сцеплений, конструкция фрикционного сцепления.

3. Типы сцеплений, конструкция гидравлического сцепления.

4.Типы сцеплений, конструкция электромагнитного (порош­кового) сцепления.

5. Виды приводов сцеплений.

Лабораторная работа № 5