Вопрос 10.

Сцепление. Классификация. Требования. Регулировки. Подробно: принцип работы гидромуфты. Особенности эксплуатации.

Сцепление автомобиля служит для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя в трансмиссию ,а так же для осуществления при необходимости временного отсоединения коленчатого вала работающего двигателя от трансмиссии и последующего плавного соединения .

Классификация:

1. По числу ведомых элементов: однодисковые, двухдисковые, многодисковые.

2. По рабочей среде: сухие и работающие в масленой ванне (тумане) однодисковые и двухдисковые сцепления относятся к сухим. Многодисковые сцепления работают в масляной ванне.

3. По способу прижатия фрикционных поверхностей: с перефирийно расположенными пружинами, с одной центральной пружиной с диафрагменной пружиной, центробежные.

4. По способу управления: с принудительным управлением, с частично автоматизированным или полностью автоматизированным управлением

5. По режиму включения: постоянно замкнутые и непостоянно замкнутые.

В гидромуфте (рис. 1) ведущее (насосное) колесо 3 вместе с корпусом

2 связано с коленчатым валом двигателя, а ведомое (турбинное) 1 – с

трансмиссией. Колеса имеют форму тора, между наружной 5 и внутренней 6

частями которого расположены плоские радиальные лопатки 4. Корпус

примерно на 90 % заполнен рабочей жидкостью – турбинным маслом малой

вязкости. Турбинное колесо расположено предельно близко к насосному

колесу.

При вращении насосного колеса кинетическая энергия жидкости,

находящейся между его лопатками и движущейся под действием

центробежных сил к периферии, передается турбинному колесу. Пройдя по его межлопаточным каналам, жидкость вновь попадает в насосное колесо. При достижении определенной частоты вращения турбинного колеса кинетической энергии становится достаточно для того, чтобы автомобиль тронулся с места.

При дальнейшем повышении частоты вращения коленчатого вала двигателя оба колеса гидромуфты начинают вращаться практически с одинаковой скоростью.

Если угловые скорости вращения насосного ωн и турбинного ωт колес

равны, то отсутствует движение рабочей жидкости, так как центробежные

силы, развиваемые жидкостью в межлопаточном пространстве колес, взаимно уравновешиваются. Следовательно, для обеспечения работы гидромуфты необходимо соблюдать неравенство ωн ≠ ωт . Это означает, что при работе гидромуфты турбинное колесо всегда проскальзывает относительно насосного.

При трогании автомобиля с места, когда угловая скорость турбинного колеса

ωт = 0, проскальзывание будет наибольшим (100 %), а при установившейся

работе оно составляет 2…3 % .

Рис.1 – Схема гидромуфты:

1 – турбинное колесо; 2 – корпус; 3 – насосное колесо; 4 – лопатки; 5 – наружная часть тора;

6 – внутренняя часть тора; 7 – клапаны заполнения; 8 – радиатор; 9 – клапан насоса

предохранительный; 10 – насос; 11 – бак; 12 – клапаны опорожнения

Гидромуфта по сравнению с фрикционным сцеплением имеет следующие

преимущества:

- обеспечивает плавное трогание автомобиля с места;

- снижает динамические нагрузки в трансмиссии автомобиля и крутильные колебания двигателя в 1,5…4,0 раза на переходных режимах [8];

- повышает устойчивость работы двигателя при низких скоростях движения (в пробках), так как допускает длительную работу с большой пробуксовкой насосного и турбинного колес;

- не требует регулировки в эксплуатации, так как детали гидромуфты

практически не изнашиваются;

- облегчает управление автомобилем;

- повышает проходимость автомобиля.

Однако гидромуфта в качестве самостоятельного агрегата, выполняющего

функции сцепления, не используется, так как при переключении передач для

обеспечения выключения необходима система ее опорожнения, а для

обеспечения включения – система заполнения. Эти системы (см. рис. 1)

включают клапаны опорожнения 12, бак 11, насос питания 10 с

предохранительным клапаном 9, клапаны заполнения 7 и радиатор 8 для

охлаждения жидкости [2]. Поэтому гидромуфта может применяться только

вместе с обычным фрикционным сцеплением, которое устанавливается за ней

последовательно и служит лишь для переключения передач. Это повышает

сложность, металлоемкость и стоимость трансмиссии.

Кроме того, вследствие скольжения гидромуфты и нагрева рабочей

жидкости снижается КПД передачи и увеличивается расход топлива.