Лекція  Тема: Загальний устрій трансмісії. Зчеплення.

Призначення, типи і загальний устрій трансмісії

Трансмісія – це сукупність агрегатів і механізмів, що забезпечують передачу моменту, що крутить, від двигуна на провідні колеса, а також зміну моменту, що крутить, по величині і напрямку.

Трансмісії підрозділяються на наступні основні типи (по конструкції) механічні, гідрооб'эмні, електричні, комбіновані (гідромеханічеські, електромеханічні).

Залежно від способу зміни передавального числа розрізняють: ступінчасті, безступінчаті і напівбезступінчаті трансмісії.

За способом управління трансмісії ділять на неавтоматичні, автоматичні і напівавтоматичні.

Залежно від колісної формули розрізняють трансмісії з колісною формулою 4 х 2, 4 х 4, 6 х 4, 6 х 6 і ін. Перша цифра вказує загальне число коліс, друга – число провідних коліс.

Трансмісія автомобіля з колісною формулою 4 х 2 складається із зчеплення 2, коробки передач 3, карданної передачі 4, головної передачі 6, диференціала (міжколісного) 7, напівосей 8, провідного моста 5 (рис.13.1)

Момент, що крутить, від двигуна 1 передається через зчеплення 2 на коробку передач 3 (при включенні передачі в коробці передач і включеному зчепленні). З коробки передач 3 момент, що крутить, через карданні 4 передачі передається на провідний вал головної передачі 6 автомобіля, а потім за допомогою диференціала 7 момент, що крутить, розподіляється на ліву і праву напівосі 8 і від них на провідні колеса.

Зчеплення 2 автомобілі забезпечує короткочасне від'єднання двигуна 1 від трансмісії і подальшого їх плавного з'єднання, при зруш з місця, включенні і перемиканні передач. При різких гальмуваннях без виключення зчеплення, воно пробуксовує і оберігає трансмісію від перевантаження інерційним моментом.

Рис. 13.1 Трансмісія автомобіля 4 х 2:

а — схема трансмісії; б — епюра моментів; I — Ill — передачі

Коробка передач 3 дозволяє змінювати передаваний момент, що крутить, по величині і напряму, а також може роз'єднувати на довгий час силовий агрегат автомобіля і трансмісію.

Карданна передача 4 передає момент, що крутить, від коробки передач 3 до головної передачі 6 під кутом, що змінюється, і при відстані, що змінюється, між цими механізмами.

Головна передача 6 збільшує момент, що крутить, і передає його на напівосі 8 під кутом 900.

Диференціал 7 розподіляє момент, що крутить, між провідними колесами і дозволяє їм обертатися з різними частотами обертання.

Напівосі 8 передають момент, що крутить, від диференціала 7 на провідні колеса. Така трансмісія застосовується, наприклад, на автомобілях ГАЗ-3110, МАЗ-5335 і ін.

Трансмісія з колісною формулою 4 х 4 застосовується на автомобілях УАЗ-31512, ВАЗ-21312 і ін. У трансмісії такого автомобіля обидва мости є ведучими і для розподілу моменту, що крутить, на мости встановлюється роздаточна коробка 9 (рис.13.2,а). У роздаточній коробці може бути розміщена додаткова коробка і міжосьовий диференціал.

На тривісних автомобілях може застосовуватися трансмісія з колісною формулою 6х4 (рис.13.2,б). У таких трансмісіях може бути встановлена додаткова коробка (дільник) і міжосьовий диференціал (автомобіль КаМАЗ-5320). Застосовуються трансмісії виконані по інших схемах.

д) е)

Рис. 13.2 Схеми трансмісії

а — механічної автомобіля 4 х 4; би — механічної автомобіля 6 х 4; у — механічної автомобіля 6 х 6; г — гидрооб'емной і електричної автомобіля 4 х 2; д – схема трансмісії передньопривідного автомобіля з подовжнім розташуванням двигуна; е – схема трансмісії передньопривідного автомобіля з поперечним розташуванням двигуна

Призначення, типи і загальний устрій зчеплень

Зчеплення служить для короткочасного роз'єднування валу двигуна від трансмісії при перемиканні передач і гальмуванні і для плавного їх з'єднання при чіпанні з місця і включенні передач, а також оберігає трансмісію від перевантаження при різкому гальмуванні з не вимкненим зчепленням і при різкому з'єднанні двигуна з трансмісією. Залежно від характеру зв'язки між провідною і відомою частинами розрізняють фрикційні, гідравлічні і електромагнітні зчеплення.

Найпоширеніші сухі (без масла) фрикційні зчеплення бувають однодискові і дводискові.

По конструкції пружин, використовуваних для включення зчеплень, зчеплення бувають з периферійним розташуванням пружин і з центральною діафрагменною пружиною.

Зчеплення складається з провідних частин: маховика, кожуха, нажимного диска і відомих частин – відомого диска і фрикційними накладками; нажимного пружинного пристрою, механізму виключення зчеплення і приводу виключення зчеплення механічного або гідравлічного.

Нажимний пружинний пристрій забезпечує щільне притиснення провідних і відомих частин (дисків) зчеплення для створення між ними необхідного моменту тертя від двигуна на трансмісію. Механізм виключення зчеплення забезпечує роз'єднання відомого диска від ведучих при натисненні на педаль зчеплення. Таке зчеплення називається постійно замкнутим, тобто включеним, а вимикається тільки при перемиканні передач і в інших випадках.

Устрій сухого одно дискового фрикційного зчеплення з периферійним розташуванням пружин.

Однодискове зчеплення з периферійним розташуванням пружин складається з провідних і відомих частин, нажимного силового елементу і механізму виключення зчеплення. Управляється зчеплення педаллю за допомогою приводу.

Провідними частинами зчеплення є маховик 8 із закріпленим на ньому болтами кожухом 14 і нажимни диск 9, розташований між ними (рис.13.3.1).

Між нажимним диском 9 і маховиком 8 за допомогою нажимних пружин 16 і 17 затиснений відомий диск 12 зчеплення, встановлений на первинному валу коробки передач.

Механізм виключення складається з важелів 10, сполучених шарнірно з нажимним диском 9 і з кожухом 14 за допомогою двох пальців і опорних вилочок 4.

На внутрішні кінці важелів 10 при виключенні зчеплення діє наполегливий підшипник 18, встановлений на муфті 19.

При виключенні зчеплення 19 з наполегливим підшипником 18 натискає на вимикаючі важелі 10, які повертаючись щодо пальця у вилочці 4 відводять нажимни диск 9 від відомого 12, передаючи опір нажимних пружин 16 і 17. Передача моменту, що крутить, від маховика 8 і нажимного диска 9 на відомий диск 12 припиняється і зчеплення вимикається.

Рис. 13.3.1 Зчеплення і привід виключення зчеплення:

1— кульова опора; 2 — регулювальна гайка; 3— пружина; 4— опорна вилка; 5 — вилка виключення зчеплення; 6 — штовхач; 7 — робочий циліндр; 8 — маховик; 9 — нажимной диск;10—рычаг виключення зчеплення; 11—картер; 12— відомий диск; 13 — теплоізолююче шайба; 14— кожух; 15—головний циліндр; 16, 17 — пружини; 18—підшипник виключення зчеплення; 19—муфта виключення зчеплення; 20 - захисні поролонові кільця; 11 – штовхач; 23 – педаль.

При відпущеній педалі зчеплення нажимний диск 9 притискує відомий диск 12 до маховика 3 і здійснюється передача моменту, що крутить, на первинний вал коробки передач.

При включенні зчеплення момент, що крутить, передається від маховика 8 на кожух 24 зчеплення, на нажимний диск 9 і на відомий диск 12, через пружини гасителя.

Коливань на маточину і на первинний вал коробки передач.

Принципова схема однодискового фрикційного зчеплення з периферійним розташуванням нажимних пружин приведена на рис.13.3.2. Тут деталі і вузли зчеплення позначені позиціями: 1 – кожух, 2 – нажимний диск, 3 – маховик, 4 – відомий диск, 5 – з'єднання кожуха і нажимного диска, 6 – нажімниє пружини, 7 – важелі виключення зчеплення, 8 – підшипник вичавний, 9 – вилка виключення зчеплення, 10 – педаль зчеплення, 11 – пружина поворотна.

Вичавний підшипник 8 може бути кульковий наполегливий або вугільно-графітний, просочений маслом.

Рис. 13.3.2 Схема фрикційного зчеплення

Дводискове зчеплення

Для передачі моменту великої величини, що крутить, використовуються дводискові зчеплення. Пристрій такого зчеплення розглянемо на прикладі зчеплення автомобілів КамАЗ-5320 (рис.13.4.1).

Зчеплення автомобіля КамАЗ-5320 фрикційне, сухе, дводискове, з периферійним розташуванням нажимних пружин, з автоматичним регулюванням положення середнього диска.

Зчеплення складається з нажимного диска 7 з кожухом 17, між якими встановлені нажимні пружини 15 і важелі 9 виключення, двох відомих дисків 3 і 5 з фрикційними накладками і гасителями крутильних коливань, середнього провідного диска 6. Штампований кожух 17 зчеплення кріпиться до маховика болтами 19. Відомі диски 3 і 5 встановлені на шліцах на провідному валу 1 коробки передач або дільника. Середній 6 і нажимний 7 провідні диски мають на пружинній поверхні по чотири шпильки, які входять в спеціальні пази маховика 2 і передають момент, що крутить, від маховика 2 на поверхні тертя відомих дисків, під дією нажимних пружин 16, які притискують диски 7, 5, 6 і 3 до маховика.

Вимикаючий пристрій зчеплення складається зі встановлених на нажимнім диску 7 важелів 9 виключення, сполучених шарнірно з вилками 8. Вилки 8 встановлюються в кожусі 17 за допомогою гайок з сферичною полицею, що забезпечує гойдання вилки 8.

Рис. 13.4.1 Зчеплення автомобілів сімейства КамАЗ:

1 — провідний вал; 2 — маховик; 3 і 5 — відомі диски: 4 — механізм автоматичної установки середнього провідного диска; б—середній провідний диск; 7 — нажимний диск; 8 — вилка відтяжного важеля; 9 — відтяжний важіль; 10—пружина наполегливого кільця: 11—наполегливий підшипник; 12 — муфта виключення зчеплення; 13 — вилка виключення зчеплення; 14 — наполегливе кільце; 15 — вал вилки: 16 — нажимна пружина; 17 — кожух; 18 — теплоізоляційна шайба;19 — болт кріплення кожуха; 20 — картер

При виключенні зчеплення на важелі 9 впливає (через наполегливе кільце 14 і наполегливий підшипник 11) муфта 12, змонтована на кришці первинного валу 1 коробки передач або дільника.

При виключенні зчеплення вилка 13 переміщає муфту 12 з наполегливим підшипником 11. Він через наполегливе кільце 14 тисне на важелі 9 і нажимний диск 7 відходить від відомого диска 5. Одночасно середній провідний диск 6 за допомогою пружин і важелів механізму 4 автоматичної установки займає середнє положення між маховиком 2 і нажимним диском 7.

Диски зчеплення не притиснуті один до одного і передача моменту, що крутить, від двигуна на первинний вал 1 коробки передач або дільника припиняється. При відпуску педалі зчеплення, його деталі повертаються в початкове положення, зчеплення включається під дією пружин 16.

Дводискове зчеплення може бути виконане двохпотоковим. Двохпотокове зчеплення, або комбіноване, передає момент, що крутить, від колінчастого валу двигуна одночасно на два потоки: провідний вал коробки передач і ВОМ. При цьому вал відбору потужності включається незалежно від положення головного зчеплення. Двохпотокове зчеплення (рис. 13.4.2, б) є поєднанням двох однодискових зчеплень, кожне з яких має відомі 4, 6 і провідні 5 дисків. Обидва зчеплення мають окремі вали (один розташований усередині іншого) і окремі незалежно діючі механізми виключення.

 

Особливості пристрою зчеплення з центральною діафрагменною пружиною

На рис.13.5. показаний пристрій однодискового зчеплення з центральною діафрагменною (тарільчатою) пружиною, встановлюваного на автомобілі «Жигулі» ВАЗ-2101. Застосування цієї пружини дозволяє спростити конструкцію зчеплення і зменшити його розміри і масу.

Рис. 13.5 Зчеплення автомобілів ВАЗ

а — конструкція зчеплення; б — схема вимкненого зчеплення; у — схема включеного зчеплення; А — вільний хід муфти підшипника виключення зчеплення; 1 — пластина кріплення нажимного диска до кожуха; 2 — болт кріплення кожуха до маховика; 3 — сполучна пластина кріплення наполегливого фланця до кожуха; 4 — пружина кріплення муфти підшипника у вилці; 5 — вилка виключення зчеплення; 6 — муфта підшипника виключення зчеплення; 7 – картер зчеплення; 8 — зубчатий вінець маховика; 9 — пружинна шайба; 10 — кожух зчеплення; II — нажимний диск; 12 — відомий диск в зборі; 13 — пружина гасителя крутильних коливань; 14 — фрикційне кільце гасителя крутильних коливань; 15— пружина фрикційного елементу гасителя крутильних коливань; 16 — маточина відомого диска; 17 — первинний вал коробки передач; 18— фіксатор нажимний пружини; 19 — маховик; 20 — діафрагменна нажимна пружина; 21—опорні кільця; 22 — наполегливий фланець приводу виключення зчеплення; 23 — болт; 24 — кришка підшипника первинного валу коробки передач; 25 — підшипник виключення зчеплення.

До маховика 19 болтами 2 кріпиться кожух 10. Під головки болтів підкладені стопорні шайби, що оберігають їх від довільного самовідкручування. Кожух зчеплення і нажимний диск 11 центруються щодо маховика трьома штифтами. З'єднання кожуха з нажимним диском здійснюється трьома сталевими пластинами 1, пружні властивості яких допускають подовжнє переміщення диска від маховика і до маховика при виключенні і включенні зчеплення.

Маточина 16 відомого диска 12 може переміщатися по шліцах первинного валу 17, а робоча поверхня диска з прикріпленими до нього з обох боків фрикційними накладками знаходиться між нажимним диском і маховиком. Діафрагменна пружина 20, що має форму усіченого конуса, спирається на два сталеві кільця 21.

При натисненні на педаль зчеплення пружина вигинається, спираючись на кільце, розташоване з боку маховика, і її зовнішній край, відходячи від маховика, перестає тиснути на нажимний диск (рис.13.5.б). За відсутності тиску на педаль пружина притискує через нажимний диск відомий диск до маховика (рис.13.5.в), що і тоді крутить момент від маховика і нажимного диска передається відомому диску і первинному валу коробки передач.

Зчеплення вимикається пов'язаною з педаллю вилкою 5, яка переміщає по опорі кришки 24 підшипники первинного валу коробки передач муфту 6 з підшипником 25 виключення зчеплення. Підшипник 25 упирається у фрикційне кільце наполегливого фланця 22, який переміщає центральну частину пружини 20 у бік маховика.

Пристрій веденого диска зчеплення і гасителя крутильних коливань

Ведений диск зчеплення служить для передачі моменту, що крутить, у включеному зчепленні від провідних частин зчеплення на первинний вал коробки передач. Ведений диск встановлений на шліцах первинного валу коробки передач між маховиком і нажимним диском зчеплення.

Ведений диск складається (рис.13.6) з шліцьової маточини 12, сталевого диска 6 з двома фрикційними накладками 7 і гасителем крутильних коливань. Накладки 7 виготовляються з композиційних пластмас і кріпляться до диска латунними або алюмінієвими заклепками 4. Накладки 7 збільшують коефіцієнт тертя між маховиком, нажимним диском і веденим диском.

Диск 6 сполучений з маточиною пружинами 9 гасителя крутильних коливань. Пружини 9 розміщені в зміщених вікнах відомого диска 6, диска 11 гасителя і маточини 12.

Рис. 13.6

1 — пружина гасителя; 2 — теплоізолюча шайба; 3 — фрикційна шайба; 4, 5 — заклепки; 6, 11 — диски; 7 — фрикційні накладки; 8— пластична пружина, 9 — пружина демпфера, 10 — пиляний, 12— маточина; 13 — балансування грузик, 14 — упор

Диска гасителя в зібраному стані притиснуті до фрикційної шайби 3.

Маточина 12 має внутрішні шліци для з'єднання з первинним валом коробки передач.

Гаситель крутильних коливань (демпфер) оберігає трансмісію від крутильних коливань, обумовлен пульсацією моменту двигуна, що крутить. При коливаннях моменту пружини 9 гасителя, що крутить, дозволяють диску переміщатися щодо маточини. При цьому відбувається тертя дисків 6 об фрикційну шайбу 3 і енергія крутильних коливань перетворюється на тепло, зменшується частота власних коливань трансмісії і цим усувається можливість виникнення резонансних коливань. Гаситель підвищує довговічність шестерень і валів трансмісії і підвищує плавність включення зчеплення.

Пластичні пружини 8 зігнуті по черзі в різні боки, підвищують плавність включення зчеплення. Пружина 1 гасителя забезпечує постійність моменту тертя в гасителі.