2.8. Робота буксування зчеплення та його тепловий режим

Під час вмикання зчеплення відбувається його пробуксування, виділяється теплота і втрачається частина потужності, що передається. Виділена теплота спричиняє підвищення температури на поверхнях тертя. Найбільша робота буксування виконується під час рушання автомобіля з місця. Тому параметри буксування і температурного режиму визначаються саме для цього випадку – рушання автомобіля з місця.

Параметри робочого процесу вмикання зчеплення, що визначають його працездатність, є:

• момент опору руху автомобіля Т_, приведений до первинного вала коробки передач,

• момент тертя зчеплення на фазі його вмикання Т_зв,

• момент тертя ввімкнутого зчеплення Т_з,

• частота обертання маховика в початковий момент вмикання зчеплення ,

• час від моменту початку вмикання зчеплення (дотику і початку буксування його пар тертя) до моменту початку руху автомобіля t_p,

• час вмикання зчеплення (зростання моменту тертя зчеплення від нуля до максимального значення)t_в,

• час буксування зчеплення (від моменту початку його вмикання до моменту повного вирівнювання кутових швидкостей ведених та ведучих частин) t_б.;

• повна робота буксування зчеплення L;

• питома робота буксування зчеплення q;

• температура нагрівання диску за одне вмикання зчеплення t.

Приведений до первинного вала коробки передач момент опору руху автомобіля

, (2.26)

де  – розрахункове значення коефіцієнта опору дороги під час рушання автомобіля з місця,  = 0,1; u_m – результуюче передатне число трансмісії, u_m= u_p u_o (u_p, u_o - передатні числа розгінної передачі і головної).

Значення _m = 0,93...0,96 – для легкових автомобілів, 0,90...0,94 – для вантажних автомобілів.

Момент тертя зчеплення на фазі його вмикання зростає за лінійною залежністю

Т_зв = k t, (2.27)

де k – коефіцієнт темпу вмикання зчеплення.

Значення коефіцієнта k лежать в межах: k = 50...200 Нм/с – для легкових автомобілів, k = 200...750 Нм/с – для вантажних автомобілів.

Конкретніше значення коефіцієнта k стосовно заданого варіанта зчеплення можна визначити, враховуючи те, що за час t_p = (0,1…0,3)с момент тертя зчеплення Т_зв зростає до моменту опору руху Т_, тобто

Час вмикання зчеплення . (2.28)

Час буксування зчеплення (2.29)

де І_а – приведений до первинного вала коробки передач момент інерції умовного маховика, кінетична енергія якого еквівалента кінетичній енергії рухомого автомобіля, ; _о – частота обертання маховика в початковий момент вмикання зчеплення:

– для карбюраторних двигунів,

_о = 0,75_N – для дизельних двигунів.

Робота буксування зчеплення

. (2.30)

За отриманими розрахунковими даними будують діаграму робочого процесу вмикання зчеплення (рис. 2.6).

Для оцінювання навантаженості і зносостійкості зчеплення визначається питома робота буксування, яка не може перевищувати допустимого значення

. (2.31)

Допустимі значення питомої ро­боти буксування становлять =200…245 Дж/см² – для однодискового зчеплення, = 150…170 Дж/см² – для дводискового зчеплення.

Рис. 2.6. Діаграма робочого процесу

вмикання зчеплення

Для визначення теплового режиму зчеплення розраховують температуру ведучих дисків, нагрів яких значно перевищує нагрів маховика із – за меншої маси.

Температура нагріву диску за одне вмикання зчеплення:

, (2.32)

де  – частка теплоти (роботи буксування), що сприймається диском масою m_д:  = 0,25 – для натискного диска дводискового зчеплення,  = 0,50 – для натискного диска однодискового зчеплення та проміжного диску дводискового зчеплення; m_д – маса натискного диска; с – теплоємкість матеріалу дискау, для чавуну с = 481,5 Дж/кгград.

Масу натискного диска можна наближено визначити приймаючи його діаметри такими, що дорівнюють діаметрам фрикційних накладок, а товщину в 6–8 разів більшою, тобто

, (2.33)

де t – товщина фрикційних накладок;  – питома вага матеріалу диска, для чавуну  = 7,6 г/см³.

Допустиме підвищення температури дисків зчеплення за одне вмикання становить = 10 ^оС – для одиничного автомобіля, = 20 ^оС – для автопоїзда.