Однодисковые сцепления с периферийными пружинами ЗИЛ и ГАЗ

Сцепления такого типа получили широкое применение на легковых и грузовых автомобилях, а также на автобусах.

Устройство сцепления грузовых автомобилей ЗИЛ

На схеме 1 представлено сцепление грузовых автомобилей ЗИЛ. Сцепление постоянно замкнутое, фрикционное, сухое, однодисковое, с периферийными пружинами и с механическим приводом. Сцепление находится в чугунном картере 7, прикрепленном к двигателю. К маховику 1 двигателя болтами присоединен стальной штампованный кожух 13 сцепления. Чугунный нажимной диск 2 соединен с кожухом четырьмя парами пластинчатых пружин 15, передающих крутящий момент с кожуха на нажимной диск.

Между кожухом и нажимным диском равномерно размещены по окружности шестнадцать цилиндрических нажимных пружин 14, каждая из которых центрируется специальными выступами, выполненными на нажимном диске и кожухе. Между нажимным диском и пружинами установлены теплоизолирующие шайбы, которые уменьшают нагрев пружин при работе сцепления и исключают потерю пружинами упругих свойств при нагреве.

Четыре рычага 5 выключения сцепления при помощи осей с игольчатыми подшипниками 8 соединены с нажимным диском и вилками 6. Опорами вилок на кожухе служат сферические гайки, обеспечивающие вилкам возможность совершать колебательное движение при перемещении нажимного диска. При сборке сцепления этими гайками регулируют положение рычагов выключения сцепления.

Схема 1 – Сцепление (а), детали (б) и привод (в) сцепления грузовых автомобилей ЗИЛ

1 – маховик; 2 – нажимной диск; 3 – ведомый диск; 4, 19 – валы; 5, 18, 21 – рычаги; 6, 12 – вилки; 7 – картер; 8, 9 – подшипники; 10, 14, 17, 28 – пружины; 11 – муфта; 13 – кожух; 15 – пластинчатая пружина; 16 – педаль; 20 – тяга; 22 – гайка; 23, 27 – диски; 24 – ступица; 25 – пластина; 26 – маслоотражатель

Муфта 11 выключения сцепления имеет неразборный выжимной подшипник 9 с постоянным запасом смазочного материала, который не пополняется в процессе эксплуатации.

В ведомом диске сцепления находится пружинно-фрикционный гаситель крутильных колебаний. К тонкому стальному ведомому диску 3 с обеих сторон приклепаны фрикционные накладки из прессованной металлоасбестовой композиции. Диск соединен со ступицей 24 при помощи восьми пружин 28 гасителя крутильных колебаний. Ступица установлена на шлицах первичного вала 4 коробки передач. Пружины 28 установлены с предварительным сжатием в совмещенных и расположенных по окружности прямоугольных окнах дисков 23, 27 и фланца ступицы 24 ведомого диска. При такой установке пружин ведомый диск 3 может поворачиваться в обе стороны относительно ступицы 24 на определенный угол, сжимая при этом пружины 28. Угол поворота ведомого диска ограничивается сжатием пружин до соприкосновения их витков.

Диск 23 приклепан к ступице вместе с маслоотражателями 26 и прижат к фрикционным пластинам 25, которые закреплены на диске 27, приклепанном к ведомому диску 3. При перемещениях ведомого диска относительно его ступицы вследствие действия крутильных колебаний, возникающих в трансмиссии при резких изменениях частоты вращения деталей за счет трения между дисками и фрикционными пластинами 25, происходит гашение крутильных колебаний, энергия которых превращается в теплоту и рассеивается в окружающую среду. Пружины 28 гасителя снижают частоту колебаний деталей трансмиссии, не дают им совпадать с частотой крутильных колебаний и исключают резонансные явления в трансмиссии. Кроме того, при возрастании крутящего момента пружины обеспечивают плавное его увеличение в момент начала движения автомобиля или при переключении передач, что обеспечивает плавность включения сцепления даже при резком отпускании педали сцепления. Гаситель крутильных колебаний повышает долговечность механизмов трансмиссии.

Привод сцепления (схема 1, в) – механический. В привод входят педаль 16 с валом 19, рычаги 18 и 21, регулировочная тяга 20 и вилка 12 выключения сцепления.

При нажатии на педаль поворачивается вал 19 и через рычаги и тягу действует на вилку 12, а она – на муфту выключения 11 с выжимным подшипником 9. Муфта с подшипником перемещается и нажимает на внутренние концы рычагов 5, которые отводят своими наружными концами нажимной диск от ведомого. При этом нажимные пружины 14 сжимаются. Сцепление выключено, и крутящий момент от двигателя к трансмиссии не передается.

После отпускания педали муфта выключения с подшипником возвращается в исходное положение под действием соответственно пружин 10 и 17. При этом под действие нажимных пружин 14 нажимной диск прижимается к маховику. Сцепление включено, и крутящий момент передается от двигателя к трансмиссии.

Для надежной работы сцепления в нем производится две регулировки – свободного хода педали сцепления и положения рычагов выключения сцепления.

Регулировка свободного хода педали сцепления или зазора между выжимным подшипником и рычагами выключения сцепления производится регулировочной гайкой 22 путем изменения длины тяги 20. При этом зазор должен быть в пределах 1,5…3 мм, что соответствует свободному ходу педали сцепления 35…50 мм. Эта эксплуатационная регулировка необходима для полного включения и выключения сцепления. Так, при меньшем зазоре выжимной подшипник может постоянно или периодически нажимать на рычаги выключения, вызывая пробуксовывание сцепления и увеличивая тем самым изнашивание подшипника, фрикционных накладок и рычагов выключения.

Регулировка рычагов выключения производится при сборке и ремонте сцепления при помощи сферических гаек крепления опорных вилок 6. Эта регулировка необходима для того, чтобы нажимной диск при выключении сцепления перемещался без перекоса. В противном случает нажимной диск может отходить от ведомого с перекосом и сцепление будет интенсивно изнашиваться.

Устройство сцепления грузовых автомобилей ГАЗ

На схеме 2 показано сцепление грузовых автомобилей ГАЗ. Сцепление фрикционное, однодисковое, сухое, с периферийными пружинами и механическим приводом (автомобили 4 на 2) или с гидравлическим приводом (автомобили 4 на 4).

Ведущими деталями сцепления являются маховик 1, нажимной диск 4 и кожух 11, ведомыми – ведомый диск 3, деталями включения сцепления – двенадцать нажимных цилиндрических пружин 12, деталями выключения – три рычага 5 и муфта 8 с выжимным шариковым подшипником 9.

Схема 2 – Сцепление (а) и его детали (б) грузовых автомобилей ГАЗ

1 – маховик; 2 – картер; 3 – ведомый диск; 4 – нажимной диск; 5 – рычаг; 6 – масленка; 7, 13 – регулировочные гайки; 8 – муфта; 9 – подшипник; 10 – вилка; 11 – кожух; 12, 17 – пружины; 14 – тяга; 15 – пластина; 16 – кольцо; 18, 21 – диски; 19 – накладка; 20 – ступица

Крутящий момент от маховика двигателя через болты крепления передается кожуху сцепления и от него нажимному диску через три обработанных прилива диска, плотно входящих в три прямоугольные прорези кожуха. Далее крутящий момент передается ведомому диску, установленному на первичном валу коробки передач.

Ведомый диск сцепления состоит из тонкого стального разрезного диска 21, приклепанных к нему шести волнистых пружинных пластин 15 и двух фрикционных накладок 19, а также ступицы 20 и гасителя крутильных колебаний. Одна из фрикционных накладок приклепана непосредственно к диску, а другая – к пружинным пластинам.

При включении сцепления пластины 15 постепенно выпрямляются, и трение между ведомым диском, маховиком и нажимным диском постепенно возрастает. Это приводит к плавному включению сцепления.

Гаситель крутильных колебаний включает в себя диск 18, шесть цилиндрических пружин 17 и два фрикционных кольца 16. Фрикционные кольца установлены между фланцами ступицы, ведомым диском и диском гасителя. Пружины гасителя соединяют ведомый диск со ступицей и обеспечивают их упругую связь. Кроме снижения частоты крутильных колебаний валов двигателя и трансмиссии, пружины способствуют плавному включению сцепления.

Муфта 8 выключения сцепления и выжимной подшипник 9 в эксплуатации смазывают через колпачковую масленку 6 с гибким шлангом, установленную в картере 2 сцепления. Для лучшего отвода теплоты от деталей сцепления в картере сцепления имеется специальный вентиляционный люк. В картере сцепления также установлен шаровый палец, на который опирается вилка 10 выключения сцепления.

В сцеплении регулируется свободный ход педали и положение рычагов выключения сцепления, внутренние концы которых должны располагаться в одной плоскости.

Устройство сцепления легковых автомобилей ГАЗ

На схеме 3 представлено сцепление легковых автомобилей ГАЗ. Сцепление однодисковое, сухое, с периферийными пружинами и гидравлическим приводом.

Сцепление включает в себя маховик 2, нажимной диск 5, кожух 11, ведомый диск 4 с гасителем 1 крутильных колебаний, нажимные пружины 6, три рычага 10 и муфту 7 выключение сцепления с герметичным выжимным подшипником, не требующим смазывания в эксплуатации. Сцепление находится в картере 3, прикрепленном к двигателю.

Схема 3 – Сцепление, привод (а) и детали сцепления (б) легковых автомобилей ГАЗе

1 – гаситель крутильных колебаний; 2 – маховик; 3 – картер; 4 – ведомый диск; 5 – нажимной диск; 6, 23, 28 – пружины; 7 – муфта; 8 – вал; 9 – вилка; 10 – рычаг; 11 – кожух; 12 – шток; 13 – клапан; 14, 15 – цилиндры; 16, 17 – отверстия; 18 – толкатель; 19 – поршень; 20 – уплотнительная манжета; 21 – педаль; 22 – упор; 24, 25 – шайбы; 26, 30 – диски; 27 – фрикционные накладки; 29 – ступица

Ведомый диск 4 прижат к маховику 2 двигателя нажимным диском 5 усилием девяти пар цилиндрических пружин 6, равномерно расположенных на окружности. Применение двойных цилиндрических пружин (наружной и внутренней) обеспечивает в эксплуатации постоянство их нажимного усилия в необходимых пределах. Ведомый диск включает в себя ступицу 29, диски 26 и 30, фрикционные накладки 27 и гаситель крутильных колебаний.

Гаситель 1 крутильных колебаний, возникающих в трансмиссии при неравномерном вращении коленчатого вала двигателя, резком включении сцепления, движении автомобиля по неровной дороге, состоит из шести цилиндрических пружин 28, стальной фрикционной шайбы 25, теплоизолирующей шайбы 24, пружины 23 и упора 22.

Цилиндрические пружины гасителя размещены в окнах дисков 26 и 30 и ступицы 29, они обеспечивают их упругую связь. Фрикционная шайба 25 зафиксирована на ступице и прижата к ведомому диску пружиной 23 через теплоизолирующую шайбу 24.

Пружина установлена на упоре 22, который закреплен на ступице ведомого диска. Гашение крутильных колебаний в трансмиссии автомобиля происходит за счет трения между фрикционной стальной шайбой 25 и ведомым диском 26, которое возникает при поворотах ведомого диска относительно его ступицы.

Крутящий момент при включенном сцеплении от маховика 2 двигателя через болты крепления передается к кожуху 11 сцепления и от него нажимному диску 5 через приливы диска, входящие в три прямоугольных окна кожуха. Затем крутящий момент передается ведомому диску 4, который установлен на шлицах первичного (ведущего) вала 8 коробки передач.

В гидравлический привод сцепления входят педаль 21, главный цилиндр 15 с бачком и толкателем 18, рабочий цилиндр 14 со штоком 12, вилка 9 и трубопровод.

Усилие от педали к вилке выключения сцепления передается через тормозную жидкость, которой заполнен привод и которая практически не сжимается. Внутренняя полость главного цилиндра сообщается с бачком через перепускное 17 и компенсационное 16 отверстия. При этом через компенсационное отверстие жидкость проходит в бачок при изменении ее объема в цилиндре (при нагреве, после резкого отпускания педали сцепления).

При выключении сцепления (при нажатии на педаль 21) толкатель 18 перемещает поршень 19 главного цилиндра, который после перекрытия компенсационного отверстия 16 выталкивает жидкость при повышенном давлении через трубопровод в рабочий цилиндр 14. Поршень рабочего цилиндра через шток 12 поворачивает на шаровой опоре вилку 9, которая перемещает муфту 7 с выжимным подшипником. Выжимной подшипник действует на рычаги 10 выключения сцепления и перемещает их внутренние концы к маховику. При этом ведущие и ведомые части сцепления разъединяются, и сцепление выключается. При отпускании педали при включении сцепления все детали привода перемещаются в исходное положение под действием возвратных пружин, а давление жидкости в приводе уменьшается до атмосферного.

При плавном отпускании педали сцепления вытесненная жидкость из рабочего цилиндра, возвращаясь в главный цилиндр, успевает заполнить в нем объем, освобожденный поршнем.

При резком отпускании педали сцепления в главном цилиндре может возникнуть вакуум, если жидкость, поступившая в него, не успеет заполнить объем, освобожденный в цилиндре поршнем. В этом случае под действием вакуума часть жидкости из бачка через перепускное отверстие 17 поступает в полость поршня и через отверстия в его головке – в полость перед поршнем, отжимая при этом края уплотнительной манжеты 20. Поступившая жидкость, заполняя цилиндр, устраняет в нем вакуум. При дальнейшем поступлении из привода в цилиндр жидкость ее излишки вытесняются в бачок через компенсационное отверстие 16.

В рабочем цилиндре имеется специальный клапан 13 для выпуска воздуха, который удаляется через него при прокачивании привода сцепления.