Охлаждение сцепления

Хотя средняя температура воздуха'в картере сцепления не очень высока (до 100-110 °С в период интенсивного буксования), сами трущиеся поверхности нагреваются очень сильно. Для нажимного диска при интенсивном буксовании сцепления зафиксирована сред­няя по глубине температура полумиллиметрового слоя, прилегаю­щего к ведомому диску, равная 350 °С. На поверхности диска тем­пература достигает еще больших значений. Столь высокий нагрев сильно отрицательно сказывается на прочностных качествах ис­пользуемых конструкционных материалов. Дело усугубляется тем, что детали работают в условиях так называемого теплового удара, когда большая порция тепла подводится к ним за очень короткое время — 0,5—1,5 секунды. За такое время тепло не успевает рас­пространиться по всему объему, например, нажимного диска. По­верхностный слой, к которому подводится тепло, нагреваясь, рас­ширяется, в то время как более глубокие слои диска еще холодные. Это вызывает большие термические напряжения и предъявляет к материалам повышенные требования с точки зрения прочности и недопустимости коробления.

Увеличение массы нажимного (а в двухдисковых сцеплениях и промежуточного) диска, выполнение канавок на поверхности фрик­ционных накладок способствуют снижению температуры сцепления.

Большое значение имеет интенсивный обдув сильно нагреваю­щихся деталей. Для создания потока воздуха не требуются специ­альные вентиляторы, так как вращающиеся детали сцепления имеют сложную форму и при своем вращении увлекают воздух. Необходимо лишь обеспечить подведение холодного воздуха в центр сцепления и отвод нагретого с периферии. Для этого в картере сцепления обычно делают люки и иногда устанавливают направляющие поток воздуха дефлекторы. Хорошие результаты дают вентиляционные каналы в теле промежуточного диска двухдисковых сцеплений, но они усложняют форму диска и, создавая концентраторы напряжений, повышают вероятность возникновения трещин при тепловых ударах.

Во многих случаях не делают отдельных, расположенных оп­ределенным образом входных и выходных окон в картере, огра­ничиваясь упрощенными лючками, позволяющими обмениваться наружному и внутреннему воздуху. Если автомобиль предназначен для плохих дорожных условий и должен многократно преодолевать глубокие броды, то приходится отказываться и от этого, так как поступающие в картер вода и грязь сокращают срок службы сцеп­ления и делают его работу менее надежной.

Привод сцепления

Сцепления с принудительным управлением (а их подавляющее большинство) имеют либо механический, либо гидравлический при­вод. Механический привод состоит из системы рычагов, тяг и ре­гулировочных устройств, связывающих педаль с вилкой выключения сцепления (схема простейшего из вариантов показана на рис. 2.1). На рис. 2.14 а, б приведены конструктивные схемы гидравлического привода, отличающиеся наличием зазора между подшипником вы­ключения сцепления и собственно механизмом. Привод образуется двумя цилиндрами, соединенными между собой трубопроводом. Штоки цилиндров связаны с педалью и вилкой сцепления. Гид­равлический привод в свое время почти вытеснил механический, что объясняется следующими его преимуществами: более высокий КПД; большая жесткость; лучшее уплотнение кузова (кабины); простота компоновки.

Первые два преимущества позволяют уменьшить усилие на пе­дали: повышение КПД напрямую, а уменьшение деформации деталей привода при передаче усилий косвенно, поскольку позволяет, по­высив передаточное число привода, увеличить рабочий (полезный, а не затрачиваемый на деформацию деталей) ход педали и снизить усилие на ней.

У гидравлического привода есть еще одно преимущество, свя­занное с тем, что двигатели устанавливаются на несущей системе при помощи упругих элементов. Поэтому один конец привода, присоединенный к вилке сцепления, совершает по отношению к другому, присоединенному к педали, довольно большие колебания. При гидравлическом приводе с гибким трубопроводом это не создает проблем, но механический привод должен иметь при этом увели­ченный зазор, а на легковом автомобиле еще и дополнительные устройства, предотвращающие стук деталей в этом зазоре.

Появление новых технологий и конструкционных материалов привело в последнее время к более широкому применению одного из типов механического привода - тросового. На рис. 2.14 в, г по­казаны варианты тросового привода сцепления легкового автомо­биля. Педаль сцепления установлена на валу, соединенном с рычагом,

Рис. 2.14. Конструктивные схемы приводов сцепления

а и б — гидравлический привод; в и г — тросовый привод; а и в — привод без

зазора; 6 и г - привод с зазором

который шарнирно соединяется с внутренним концом троса. Трос скользит в оболочке, покрытой изнутри противозадирным, анти­фрикционным покрытием. Нижний конец троса взаимодействует с рычагом вилки сцепления. Места входа и выхода троса в оболочку защищают чехлами. При нажатии на педаль рычаг вытягивает трос из оболочки, нижний конец троса поворачивает вилку, выключая сцепление.

Для регулировки зазора в сцеплении, которая необходима при сборке и эксплуатации, предусмотрено изменение длины оболочки. С этой целью оболочку снабжают винтовым наконечником, с ко­торым через резьбу соединена регулировочная втулка 4.

Если угол изгиба троса невелик, а радиус закругления не слишком мал, то такой привод имеет достаточно высокий КПД и долговеч­ность.

Очевидно, что, наряду с упругостью привода, на величину ра­бочего хода педали влияет длина ее свободного хода, который может составлять до 20% от общего. Уменьшать свободный ход запрещает минимально допустимая величина зазора между механизмом сцеп­ления и подшипником выключения. Однако существуют конструк­ции, в которых этот зазор вообще отсутствует. Ни форсированного износа подшипника выключения сцепления, ни падения коэффи­циента запаса сцепления при этом не происходит, поскольку во включенном состоянии сцепления сила, действующая на этот под­шипник, минимальна, а конструктивные ограничения на возможное удаление подшипника от маховика сняты. В беззазорном гидрав­лическом приводе, показанном на рис. 2.14 а, подшипник выклю­чения сцепления при работающем двигателе постоянно вращается, поджатый пружиной 1, и по мере износа ведомого диска сцепления удаляется от него, не встречая никаких препятствий. Избыток жид­кости при этом возвращается в бачок. Некоторый свободный ход педали все же имеется и определяется ходом поршня в главном цилиндре, необходимым для перекрытия отверстия, связывающего полость цилиндра с бачком. В конструктивной схеме, показанной из. рис. 2.14 б, пружина / отводит подшипник выключения сцепления, поддерживая наличие зазора.

В случае применения беззазорного тросового привода (рис. 2.14 в) дозированное прижатие подшипника к рычажкам выключения сцеп­ления осуществляется пружинами 7 и 2, а упор, фиксирующий педаль в свободном положении (в предыдущих конструктивных схемах он отмечен позицией 3), отсутствует. По мере изнашивания ведомого диска педаль перемещается назад, внутрь салона. Время от времени ее необходимо возвращать на место, укорачивая длину оболочки троса. В показанной на рис. 2.14 г конструкции тросового привода с зазором пружина 2 фиксирует положение педали, соот­ветствующее включенному положению сцепления, а пружина /, действуя в том же направлении, обеспечивает отвод подшипника выключения сцепления.

На тяжелых автомобилях обязательным элементом привода сцеп­лений является усилитель, который уменьшает усилие на педали. Наиболее распространены пневматические усилители привода сцеп­ления.