Виды узлов сцепления муфт

Муфта сцепления: уверенное управление сцеплением автомобиля

В сцеплении фрикционного типа прерывание потока крутящего момента при переключении передач реализовано разъединением нажимного и ведомого дисков. Отвод нажимного диска выполняется посредством муфты выключения сцепления. Все об этой детали, ее типах, конструкции и правильном выборе — читайте в статье.

Что такое муфта сцепления?

Муфта сцепления (муфта выключения сцепления, нажимная муфта) — узел фрикционного сцепления в трансмиссии с ручным управлением; компонент привода сцепления, обеспечивающий его выключение при переключении передач.

Муфта выключения сцепления выполняет две функции:

• Крепление и правильное позиционирование подшипника выключения сцепления (выжимного подшипника);
• Передача усилия от привода сцепления (от вилки выключения сцепления) на подшипник и далее на лепестки диафрагменной пружины/рычаги;
• Защита выжимного подшипника от механических воздействий и износа (предотвращает поломки и износ подшипника, возможные при прямом контакте с ним вилки).

Обратите внимание: термин «муфта сцепления» также используется по отношению к более крупному узлу — автомобильному сцеплению различных типов (как правило — к фрикционному одно- и двухдисковому). В данной статье рассматриваются именно муфты выключения сцепления.

Типы и конструкция муфт сцепления

Все муфты выключения сцепления имеют принципиально одинаковое устройство, отличаясь деталями. В общем случае это цельная цилиндрическая деталь, которую условно можно разбить на несколько частей:

• Посадочное отверстие — отверстие вдоль оси муфты для ее посадки на первичный вал коробки передач;
• Упорные поверхности — прямоугольные упорные площадки или штыри (два штуки) для соединения с вилкой выключения сцепления;
• Посадочное место подшипника выключения сцепления — расширенная часть в виде стакана или трубчатая часть для монтажа выжимного подшипника.

Муфта сцепления может изготавливаться из чугуна и стали, сегодня все более широкое применение находят и пластиковые детали. Муфты отличаются конструкцией упорных поверхностей под вилку (соответственно, и конструкцией совместимых вилок выключения сцепления) и способом монтажа выжимного подшипника.

По конструкции вилок и упорных поверхностей под них муфты выключения сцепления бывают:

• С плоскими площадками без фиксации вилки;
• С цилиндрическими штырьками;
• С различными системами для сочленения муфты с вилкой (посредством болтов или шплинтов).

Как правило, муфты с плоскими площадками не имеют соединения с вилкой выключения сцепления — она подводится к муфте только в момент переключения передач, обратный возврат муфты в этом случае осуществляется за счет упругости пружин корзины сцепления. Муфты со штырями или сочленением постоянно соединены с вилкой, поэтому они подводятся к корзине сцепления в момент переключения передачи, а затем принудительно отводятся от нее. Для защиты мест контакта с вилкой от интенсивного износа могут дополнительно использоваться контактные площадки из более твердых материалов.

По типу монтажа выжимного подшипника муфты бывают:

• С внутренней установкой подшипника — на муфте выполняется посадочное отверстие в виде стакана, в который вкладывается подшипник;
• С наружной установкой подшипника — на муфте выполняется трубчатая часть, на которую напрессовывается подшипник.

На муфтах могут использоваться упорные или радиально-упорные подшипники различной конструкции. Широкое применение нашли самоустанавливающиеся подшипники, способные лучше работать в условиях постоянно меняющихся осевых нагрузок.

Принцип работы и место муфты сцепления в трансмиссии автомобиля

Муфта выключения сцепления входит в состав фрикционного сцепления, она располагается на первичном валу КП с возможностью осевого перемещения вдоль него. Со стороны установки выжимного подшипника муфта прилегает к лепесткам диафрагменной пружины или рычагам нажимного диска сцепления. Муфта соединяется с вилкой выключения сцепления и может с ее помощью совершать осевые перемещения вдоль первичного вала КП.

При необходимости переключить передачу водитель нажимает на педаль сцепления, с помощью привода педаль воздействует на вилку — она смещается в сторону корзины сцепления и толкает соединенную с ней муфту. Муфта вместе с подшипником подходит к лепесткам диафрагмы или рычагам и толкает их — это приводит к отводу нажимного диска от ведомого и поток крутящего момента от двигателя на КП прерывается, можно безопасно переключить передачу. После включения нужной передачи водитель отпускает педаль сцепления, вилка под воздействием пружины возвращается в первоначальное положение, отводя или освобождая муфту сцепления. Пружины корзины сцепления освобождаются, нажимной диск снова прижимается в ведомому — поток крутящего момента от двигателя на КП восстанавливается.

В зависимости от конструкции, при выключенном сцеплении муфта с подшипником могут либо полностью отводиться от корзины сцепления, либо постоянно иметь контакт с лепестками диафрагменной пружины/рычагами. Однако в обоих случаях муфта находится в свободном положении (без прижима) и не оказывает влияния на работу сцепления.

Выбор и замена муфты сцепления

Муфта сцепления работает в условиях изменяющихся нагрузок, поэтому с течением времени она изнашивается и повреждается. Еще более риску поломок подвержены выжимные подшипники. При возникновении неисправностей эти детали не ремонтируют, а полностью меняют. Признаками неисправностей муфты являются проблемы с переключением передач — изменение хода педали сцепления, снижение или повышение сопротивления педали нажиму, недостаточное выключение сцепления, появление посторонних звуков при переключении передач и т.д. О поломке подшипника, как правило, дополнительно свидетельствует характерный шум при выключении сцепления.

При выборе новой муфты выключения сцепления необходимо ориентироваться на размеры и конфигурацию старой. Лучше всего покупать муфту того же типа и каталожного номера, что и старая. Однако в ряде случаев возможно применение аналогов, которые подходят по размерам, типу и расположению упорных площадок под вилку, посадочного места подшипника и посадочного размера под первичный вал КП. При установке муфты с другими размерами и конфигурацией сцепление будет работать некорректно, или вовсе перестанет выполнять свои функции. При верном выборе сцепление будет выключаться быстро и надежно, обеспечивая простое и безопасное переключение передач.

Муфта сцепления: назначение,виды,неисправности,фото,видео.

Слово муфта пришло к нам из немецкого и голландского языков. В немецком – это Muffe, а по-голландски – mouwtje. В русском языке, как, впрочем, и в тех, откуда оно было заимствовано, слово употребляется в нескольких значениях. В интересующей нас области под муфтой понимается специальный привод в машинах и механизмах, который передает вращательное движение (момент) с одного вала на другой, соосно расположенный с первым.

НАЗНАЧЕНИЕ

МУФТ СЦЕПЛЕНИЯ

Муфта сцепления в автомобиле предназначается для обеспечения возможности переключения режимов движения на ходу и плавного трогания с места. С помощью муфты осуществляется кратковременное разъединение двигателя и трансмиссии автомобиля, то есть прекращение плотного соприкосновения ведущих и ведомых дисков механизма сцепления.

Таким образом, муфта – это деталь общего механизма, единого блока сцепления. Зачастую два этих слова употребляются как синонимы, например: «муфту выжми» или «выжми сцепление».

Помимо автомобилей и тракторов различных типов, муфты устанавливаются на мотоблоках, бензопилах, стационарных станках с переменными режимами вращения основного вала.

ВИДЫ МУФТ СЦЕПЛЕНИЯ

Конструкция муфты сцепления не является однотипной, а на каждой модели авто этот узел имеет определенные отличия. Тем не менее, можно выделить определенные сходства в конструкции муфт легкового автомобиля. Неизменными элементами каждой из них являются:

• маховик;
• картер;
• центральный болт крепления кожуха;
• диски;
• первичный вал коробки;
• вилка с центральной нажимной пружиной.

По существующей в настоящее время классификации, все они делятся на одно- и многодисковые, причем последние для транспортных средств применяются относительно редко. Привод у муфты может также отличаться:

• механический;
• гидравлический;
• комбинированный.

Отдельно можно упомянуть электромагнитные муфты, которые можно встретить на тепловозах, на определенных станках – для автомобиля такие не актуальны. Можно выделить и условия эксплуатации – сухие и влажные муфты. Для инструмента, оснащенного двигателем внутреннего сгорания может использоваться и центробежная муфта сцепления, которая в автоматическом режиме соединяет и разъединяет валы, достигая заданной конструкцией скорости оборотов вала.

РАСПРОСТРАНЕННЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ МУФТЫ СЦЕПЛЕНИЯ

Несмотря на достаточную сложность конструкции муфты транспортного средства, при правильной эксплуатации проблем с ней практически не возникает. К числу часто встречающихся проблем с муфтой можно отнести всего лишь две – проскальзывание муфты и невозможность разъединить ее полностью.

ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЕ МУФТЫ СЦЕПЛЕНИЯ

Наиболее частой причиной такого «поведения» муфты сцепления становится наличие на фрикционных накладках масляных загрязнений. Они могут появиться там после проведения ремонтных работ или простой неаккуратности водителя. Устраняется такое затруднение просто – маховик и прижимной диск тщательно очищаются от масла, после чего проблема проскальзывания сцепления больше не беспокоит автовладельца.

Муфта сцепления может проскальзывать и по другой причине – износ самих накладок и появление на них задиров. В результате этого отпускание педали не приводит к полному контакту дисков. Для исправления такой проблемы требуется отрегулировать свободный ход педали, а если это не помогает, придется заменить фрикционные накладки на новые – другого способа ремонта не предполагается.

МУФТА НЕ РАЗЪЕДИНЯЕТСЯ ДО КОНЦА

Причин такому поведению муфты также можно выделить две.

1. Недостаточный рабочий ход педали сцепления. Это часто вызывается неумелой настройкой муфты, которая допускает слишком большой свободный ход. Устраняется проблема перенастройкой, которую следует доверить механику или опытному водителю.
2. Рычажки, которыми оснащена каждая муфта сцепления изменили первоначальную форму, и отрегулировать их уже невозможно. Они подлежат замене. Иногда при работе муфты с погнутыми рычажками перекашивается сам диск, что влечет за собой повреждение фрикционных накладок. В этом случае они также подлежат безоговорочной замене.

МОЖНО ЛИ ПРОДЛИТЬ СРОК СЛУЖБЫ МУФТЫ СЦЕПЛЕНИЯ

Поскольку муфта сцепления не относится к числу деталей, которые легко купить и просто заменить, большинство автовладельцев вполне резонно задумываются над возможностью увеличения срока ее эксплуатации. Каких-либо особых хитростей или способов продления жизни этому автомобильному узлу не существует, достаточно следовать простым и общеизвестным рекомендациям:

• включение/отключение сцепления следует проводить максимально аккуратно и плавно, не допуская задержек педали в промежуточном положении или резкого убирания ноги с педали при начале движения;
• не рекомендуется длительное время держать муфту в выключенном состоянии и резко трогаться после этого с места;
• своевременно проводить техническое обслуживание, при этом, если водителю недостает опыта, эту процедуру стоит доверить профессионалам.

Так, банальный процесс смазки должен проводится в строгом соответствии с рекомендованной производителем таблицей смазки. Чрезмерное количество смазки часто приводит к попаданию ее на накладки диска и его пробуксовке. При самостоятельной смазке при помощи шприца не следует делать больше восьми нагнетаний. Естественно, пользоваться следует только теми смазочными материалами, которые рекомендованы производителем конкретного транспортного средства.

Многодисковая муфта сцепления

Многодисковое сцепление, в связи с внедрением новых технологий, находит всё большее применение, как на легковых, так и на грузовых автомобилях с различными коробками переключения передач (механическими, автоматическими, роботизированными). Кроме этого, такие муфты сцепления применяются в трансмиссиях полноприводных машин для распределения нагрузки между передними и задними колёсами (мостами). Многодисковые муфты сцепления могут быть сухими и мокрыми. Мокрые – с применением масляной ванны, сухие – без масла. Наличие масла обеспечивает более плавное соединение дисков, улучшает отвод тепла и абразивных веществ, передвижение дисков по шлицам во время передвижения.

Значительным недостатком является низкий коэффициент трения между дисками. Увеличение коэффициента трения достигается за счёт увеличения количества ведущих и ведомых дисков, увеличения усилия прижимной пружины, применения новых фрикционных материалов. Многодисковые муфты сцепления включают в себя: — ведомые диски (3 и больше), изготовленные из тонкой стали, на которую нанесён слой фрикционного вещества (может изготовляться из высокопрочной фрикционной пластмассы).

Ведомые диски имеют по внутреннему диаметру пазы или зубья, которые заходят в зацепление с внутренним барабаном, закреплённым неподвижно на первичном валу коробки переключения передач. Ведомые диски постоянно вращаются с внутренним барабаном и первичным валом коробки переключения передач; — ведущие диски. Устанавливаются между ведомыми дисками и имеют по внешнему диаметру пазы или зубья для зацепления с внешним барабаном; — кожух, при помощи болтов крепится к маховику; — маховик; — внешний барабан – крепится к кожуху и вращается совместно с ним. Остальные детали и принцип работы аналогичны однодисковому сцеплению.

Двойная муфта сцепления

В последнее время на автомобилях с полным приводом и роботизированными коробками передач, а также на некоторых с автоматической коробкой передач, применяется двойное сцепление, которое бывает двух видов – мокрое и сухое. Отличительной особенностью является наличие двух первичных валов коробки переключения передач. Первый вал отвечает за переключение чётных передач (2-4-6), второй – за переключение нечётных (1-3-5). Конструктивно валы выполнены так, что один находится внутри второго, то есть внутренний и наружный. Двойная муфта сцепления выполнена в одном блоке и каждая отвечает за свой вал. Управление переключением передач – автоматическое, от электронного блока по сигналам датчиков. При одной включённой муфте сцепления, вторая находится в готовности включить необходимую передачу, высшую или низшую, в зависимости от того, скорость автомобиля снижается или увеличивается. Время перехода с одной передачи на другую занимает 8-10 миллисекунд. Мы рассмотрели принцип работы, устройство и разновидности муфт сцепления, наиболее часто применяющихся в

Виды узлов сцепления муфт

Муфты соединяют концы двух валов (штанг, тяг) или два функциональных элемента кинематической цепи для передачи вращательного, прямолинейного или сложного движения в режиме постоянного, периодического или непериодического сцеления.

Применение муфт определяется технологическими, эксплуатационными и функционально целевыми требованиями.

Основным структурным элементом любой муфты является узел сцепленения

• управляемый (пневматические, электромагнитные муфты), или неуправляемый (соединительные втулочные муфты),
• механический (неподвижный или подвижный; жесткий или упругий; разъемный или неразъемный; с зацеплением зубчиками, силами трения и т.п. ),
• электромеханический (синхронный или асинхронный, индукционный, гистерезисный, электростатический или порошковый),
• магнитный,
• гидравлический (в прибостроении применяется редко),
• самоуправляемый:
• с принудительным управлением

Присоединение ведущих и ведомых частей сцепного узла к сопрягаемым муфтой звеньям механизма осуществляется специальными втулками, ступицами или формированием элементов сцепления непосредственно в теле валиков, зубчатых колес и пр.

У муфт с управляемымии узлами есть устройства включения, отключения, замыкаяния, регулирования.

Неуправляемые узлы

Неуправляемые узлы делят на:

• жесткие (неподвижные и подвижные);
• упругие;

Жесткие неподвижные (глухие) узлы используются для постоянного соединения строго соосных валов или тяг. Детали узлов обычно изготавливают из стали, латуни или армированных пластмасс, а их соединение с валами осуществляют гладкими цилиндрическими или зубчатыми сопряжениями с закреплением штифтами, шпонками или стопорными винтами.

Глухие узлы это втулочный, фланцевый и продольно свертный.

Жесткие подвижные узлы используются в муфтах для соединения соосных и несоосных валов когда необходимо компенсировать неизбежные отклонения их номинального расположения. Узлы делят на несинхронные, синхронные, с поперечной угловой или комбинированной компенсацией смещений.

Несинхронные узлы используют при отсутствии жестких требований к точности передачи угла между валами. Простейшим является замочный узел, выполненный внутри сопрягаемых валиков. Для увеличения прочности узел дополняется обоймой. Зубчатый узел состоит из двух зубчатых элементов и обоймы. Профиль зубьев – эвольвентный, стандартный.
Цепной узел образуют две звездочки и цепная обойма. Форма зуба зависит от типа применяемой цепи.
Подводковый узел состоит из поводка с цилиндрическим или сферическим пальцем и ведомой вилки.

Шарнирный узел позволяет передавать крутящий момент между валами , оси которых расположены под углом 40,45 градусов.

Синхронные узлы обеспечивают относительно точную передачу угла. Для присоединения измерительных преобразователей в скоростных муфтах, для муфт вакуумных вводов применяют сильфонный узел.
Для него применяют специальные сильфоны с большой крутильной жесткостью.

Шарнирно-рычажный узел обеспечивает точность передачи угла до 0,5 угловых секунд при несоосности до 0,5 мм.

Упругие узлы для смягчения ударных нагрузок содержат упругие элементы за счет деформации которых достигается полная компенсация небольших смещений валов и демпфирование крутильных колебаний. Упругий элемент выполняется в виде кожанных, резиноых или пластмассовых дисков, звездочек или пружин.
В качестве простейших упругих узлов используются соединения валиков витыми цилиндрическими пружинами, резиновыми втулками.
Пальцевый узел с кожанным диском применяют в силовых цепях с частым реверсированием и колебанием нагрузки.

Узел с упругой звездочкой, в сравнении с пальцевым имеет большую жесткость.

Магнитный узел состоит из двух радиально ориентированных постоянных магнитов; позволяет передавать движение через разделительную немагнитную диафрагму или стенку корпуса с отставанием по фазе, зависящим от нагрузки.

Управляемые узлы

Характерной их особенностью их является наличие подвижных управляемых элементов, которые изменяют свое положение и тем самым осуществляют сцепление и расцепление узла и регулирование крутящего момента.
Сцепление в управляемых узлах осуществляется геометрическим зацеплением выступов, силами трения, электромагнитными силами или их совокупностью.

Управление узлом может быть:

• принудителным – срабатывает независимо от параметров движения;
• автоматическим – зависит от момента, скорости или направления,
• комбинированным – сочетание двух предыдущих

В зависимости от вида управленя сцепной узел может выполнять в муфте одну или несколько функций: соединительную, защитную (ограничительную), избирательную.

Основные конструкции управляемых узлов

• Зубчато – кулачковые – передают движение за счет сцепления выступов (зубъев или кулачков), обычно расположенных на торцевых поверхностях полумуфт и допускают их включение при разности угловых скоростей сцепляемых валов до определенного заданного значения.
• Фрикционные узлы сцепления передают крутящий момент посредством сил трения, возникающих на контактных поверхностях ведущих и ведомых дисков, конусов или цилиндров.
• Порошковый – передает момент за счет сопротивления сдвигу сцепленных под действием электромагнитного поля частиц ферросплавного порошка. Но данная продукция имеет небольшое рапространение в наше время.
• Пружинно – зубчатые узлы являются модификацией зубчатых узлов путем использования плоских пружин с зубьями в качестве упругих направляющих и ведомых поводков.
• Пружинно- шариковый узел передает крутящий момент зацеплением шариков с пазами полумуфт.
• Для торцевых узлов применяются два варианта: с подвижной полумуфтой и с подвижными (утапливаемыми) шариками.
• В фрикционно – шариковом узле шарики касаются дисков по определенной схеме и через звенья сжимаются пружиной.
• Пружинный узел состоит из двух цилиндрических втулок на оси, соединенных пружиной. При закреплении пружины с двух сторон узел работает как упругий неуправляемый. Если пружина насажена на втулки без зазора и не закреплена – или закреплена на одном конце, узел становится самоуправляемым обгонным, передающим крутящий момент за счет сил трения только в направлении закручивания витков. Для повышения долговечности узла пружину выполняют из проволоки прямоугольного сечения.
• Роликовый обгонный узел передает крутящий момент только в одном направлении за счет сил трения, возникающих при расклинивани роликов между обоймой и опорной поверхностью звездочки. Ведущей может быть и звездочка, и обойма.

• Фрикционный центробежный колодочный узел сцепления является автоматически управляемым в зависимости от угловой скорости ведущего звена, состоит из ведущего фланца с подвидными колодками и сцепного ведомого барабана. При определенной угловой скорости ведущего вала колодки с силой прижимаются к барабану, создавая вращательный момент.

Узлы управления муфт служат для включения муфт. Необходимые для этого перемещения осуществляются специальными механизмами с механическим, электромеханическим или электромагнитным приводом.

Механизмы принудительного управления

Принудительное включение, выключение или переключение сцепных узлов выполняется усилием оператора или исполнительным звеном привода через механизм включения.
Электромагнитный привод допускает прямое воздействие на подвижные элементы зубчатых или фрикционных узлов.

Механизм включения рычажного типа применяется с зубчато- кулачковыми узлами сцепления. Произвольное перемещение втулки предотвращается шариковым фиксатором.

Рычажно-кулачковый механизм используется с фрикционно дисковыми или конусными узлами. Необходимое усилие замыкания регулируется перемещением гайки с самозаклинивающимися кулачками.

Механизм с зажимными шариками применяется для фрикционных узлов, усилие замыкания регулируется гайкой.

Механизмы автоматического управления

При автоматическом управлении переключение сцепных узлов осуществляется через изменение скорости, момента или направления вращения ведущего вала, используя некоторые свойства кинематических соединений: зависимость направления осевых сил от направления вращения в винтовых, кулачковых и косозубых парах; изменение направления равнодействующей суммы сил в критических точках рычагов и др. В электроконтактном механизме управление электромагнитом узла сцепления осуществляется контактами, которые при любом направлении вращения ведущего вала замкнуты если его скорость меньше заданной минимальной или больше максимальной. Размыкание контактов осуществляется пружинами. Упоры ограничивают поворот контактного кольца.

Соединительные муфты

Основная функция соединительных муфт – это передача движения от ведущего звена к звену, ведомому муфтой. При выборе типа сцепного узла и способа его присоединения исходят из конструктивных особенностей соединяемых звеньев и совокупности функциональных, технических и эксплуатационных требований.

Геометрические размеры сцепного узла рассчитываются по заданным исходным параметрам:

для силовых цепей – по предельному крутящему моменту:

Тп=Тс+Тд,
где Тс и Тд – статический и динамический моменты нагрузки на ведомом валу;

для узлов измерительных (отчетных) цепей – по допускаемым значениям кинематической погрешности, неравномерности вращения и холостого хода при заданных силовых нагрузках. Значения угловых и линейных размеров, подлежащих компенсации муфтой, обычно принимаются как удвоеное значение конструкторских допусков расположения осей сопрягаемых звеньев.

Управляемые муфты

Управляемые муфты осуществляют номинально мгновенный или плавный разгон, остановку или реверсирование ведомого муфтой звена механизма, ступенчатое или плавное регулировани скорости и др.
Муфта состоит из одного или двух узлов сцепления, узлов управления и внешних элементов, объединенных в единый модуль в корпусе (он может быть неподвижным или вращаться).

В бескорпусном варианте взаимная ориентация узлов муфты достигается опорами сцепляемых валов. или функциональных элементов, устанавливаемых на корпусе механизма. Для муфт используют все типы управляемых узлов сцепления и совместимых с ними узлов управления.

Свойства муфт управления определяют по их статистическим и динамическим характеристикам. Статистические характеристики показывают зависимость передаваемого предельного или вращающего момента от значения управляющего воздействия (тока или усилия) при установившемся режиме. Динамические – отражают закономерности изменения вращающего момента во времени при ступенчатом управляеющем воздействии и позволяют определить время срабатывания, включения и выключения, по которым можно рассчитать время сцепления. (когда скорость ведомого звена достигает скорости ведущего), время торможения или выбега.
Эти формулы достаточно громоздки, вы можете их можете найти в любом тематическом учебнике.

Существуют также муфты управления, формирующие угловые перемещения ведомого вала, кратные одному обороту ведущего, осуществляя мгновенное расцепление, остановку и сторопение ведомого звена всегда точно в одном положении.

Муфты ограничения момента – защищают звенья кинематических цепей от повышенных нагрузок, ограничивая значение передаваемого момента одним из трех способов: разрушением защитного элемента (пальца, штифта); проскальзыванием элементов сцепного узла (фрикционного, кулачкового, попрошкового и т.п.); выключением узла сцепления (обычно, кулачкового) встроенным механизмом защиты.

Муфты ограничения скорости – ограничивают верхний предел возрастаемой скорости на защищаемом участке кинематической цепи.Для них используют различные варианты нормально-замкнутых центробежных узлов сцепления или управляемые – с центробежными механизмами. Для мгновенного распределения валов без восстановления рабочего режима после срабатывания применяют центробежные, рычажно-зубчатые или храпове узлы. Ведущим принимается звено сцепного узла, на котором закреплены инерционные грузы. Сцепной узел рассчитывается по заданным предельным значениям угловой скорости и максимального крутящего момента.

Тормозные муфты отличаются тем, что ведомый элемент сцепного узла жестко связан с корпусом. Муфты применяют в качестве подтормаживающих узлов лентопротяжных механизмов, нагрузочных узлов динамометрических устройств, остановов в приборах и т.п.

Для них используют зубчато-кулачковые, электромагнитные, фрикционные, порошковые и индукционные узлы сцепления. Корпуса должны быть особо прочными. Сцепные узлы рассчитывают с учетом ударных нагрузок, а муфты динамометрических устройств также проверяют по тепловому режиму.

Также избирательные свойства некоторых сцепных узлов, их способности изменять состояние включено/выключено в зависимости от относительной скорости и направления вращения сцепляемых валов, широко используются для создания различных специфических муф. Распространено использование роликового обгонного узла, который еще называют “муфтой свободного хода”.
Встречное параллельное соединение двух узлов образуют муфту, которая передает движение на один из двух валов в зависимости от направления вращения ведущих звездочек. Комбинируя автоматические избирательные узлы сцепления и управления можно создать муфты с заданными кинематическими характеристиками.

Просмотров: 4625 | Дата публикации: Вторник, 12 ноября 2013 11:51 |

Что такое муфта, ее назначение и устройство

Слово муфта пришло к нам из немецкого и голландского языков. В немецком – это Muffe, а по-голландски – mouwtje. В русском языке, как, впрочем, и в тех, откуда оно было заимствовано, слово употребляется в нескольких значениях. В интересующей нас области под муфтой понимается специальный привод в машинах и механизмах, который передает вращательное движение (момент) с одного вала на другой, соосно расположенный с первым.

Назначение

Муфта сцепления в автомобиле предназначается для обеспечения возможности переключения режимов движения на ходу и плавного трогания с места. С помощью муфты осуществляется кратковременное разъединение двигателя и трансмиссии автомобиля, то есть прекращение плотного соприкосновения ведущих и ведомых дисков механизма сцепления.

Таким образом, муфта – это деталь общего механизма, единого блока сцепления. Зачастую два этих слова употребляются как синонимы, например: «муфту выжми» или «выжми сцепление».

Помимо автомобилей и тракторов различных типов, муфты устанавливаются на мотоблоках, бензопилах, стационарных станках с переменными режимами вращения основного вала.

Разновидности муфт сцепления

Муфты сцепления по особенностям устройства и принципу работы различаются следующим образом:

По числу ведомых дисков:

• однодисковые (более распространено);
• многодисковые (два и более).

По условиям работы:

• сухие (в автомобилях) и;
• влажные (погружено в масляную ванну).

• механические;
• гидравлические;
• электромагнитные (используются на тепловозах, металлорежущих станках);
• комбинированные.

Способом нажатия на прижимной диск:

• с круговым расположением пружин;
• с диафрагмой в центре.

Наособицу стоит центробежная муфта сцепления, автоматически сцепляющая или расцепляющая валы при определенной скорости вращения ведущего вала. Такая муфта используется, например, на бензопилах.

Устройство и принцип действия

Рассмотрим устройство и работу механизма на примере отечественного ВАЗ 2107. Сцепление на ВАЗах, как на большинстве легковых машин, однодисковое, сухое, замкнутое. Устанавливается на маховике под алюминиевым картером, который болтами прикреплен к блоку цилиндров. Ведомый диск установлен на ступице вала коробки передач. Крутящий момент от него передается на ступицу через пружинно-фрикционный демпфер.

Выключение осуществляется гидроприводом. Главный гидроцилиндр располагается в моторном отсеке и закреплен с помощью двух гаек на шпильках педального узла. Рабочий цилиндр двумя болтами крепится к картеру сцепления. Трубопроводом они соединены между собой и с бачком для жидкости с гофрированным резиновым успокоителем.

При нажатии ногой на педаль поршень главного гидроцилиндра, выдавливая через шланг жидкость под давлением, передает усилие на поршень рабочего цилиндра и затем на вилку выключения сцепления. Она поворачивается на шаровой опоре и по направляющей втулке перемещает выжимной подшипник.

Он в свою очередь давит на диафрагменную пружину корзины. Корзина сцепления, прогибаясь на опорных кольцах, отводит от ведомого диска нажимной. В результате первичный вал КПП и коленчатый вал двигателя рассоединяются. Прекращается передача крутящего момента. При отпускании педали муфты, пружины возвращают диски в состояние плотного соприкосновения, и трение возобновляет передачу крутящего момента.

Характерные неисправности

Различают два основных признака неисправности в механизме сцепления. Это когда «муфта ведет» и, наоборот, «буксует».

1. В результате в первом случае переключение передач рычагом затруднено, а включение задней скорости сопровождается скрежетом. У педали, как правило, большой свободный ход. Объясняется это неполным расхождением ведомого и ведущего дисков.
2. «Буксует» сцепление, напротив, когда не происходит полного и плотного соприкосновения дисков, наблюдается эффект «проскальзывания». У педали в этом случае малый свободный ход, а автомобиль при резком открытии дроссельной заслонки на повышенных передачах вяло набирает разгон.

Уход за муфтой сцепления своими силами состоит в регулировке свободного хода педали и своевременной прокачке гидропривода с целью удаления попадающего в систему воздуха.
” alt=””>

Устройство и принцип работы сцепления автомобиля

Сцеплением называется механизм трансмиссии, передающий крутящий момент от двигателя к коробке передач за счет силы трения. Также оно позволяет кратковременно отсоединить двигатель от трансмиссии и вновь их плавно соединить. Существует достаточно много разновидностей муфт сцепления. Они различаются по количеству ведомых дисков (однодисковое, двухдисковое или многодисковое), по типу рабочей среды (сухое или мокрое) и по типу привода. Разные виды сцеплений имеют соответствующие преимущества и недостатки, но наибольшее распространение на современных автомобилях получило однодисковое сухое сцепление либо с механическим, либо гидравлическим приводом.

Функции сцепления

Муфта сцепления устанавливается между двигателем и коробкой передач и является одним из наиболее нагруженных элементов трансмиссии. Она выполняет следующие основные функции:

1. Плавное разъединение и соединение двигателя и коробки передач.
2. Передача крутящего момента без проскальзывания (без потерь).
3. Компенсация вибраций и нагрузок от неравномерности работы двигателя.
4. Снижение нагрузок на элементы двигателя и трансмиссии.

Элементы муфты сцепления

Стандартная муфта сцепления, применяющаяся на большинстве автомобилей с механической коробкой передач, включает следующие основные элементы:

• Маховик двигателя — ведущий диск.
• Ведомый диск сцепления.
• Корзина сцепления — нажимной диск.
• Выжимной подшипник сцепления.
• Муфта выключения сцепления.
• Вилка сцепления.
• Привод сцепления.

На ведомый диск сцепления с обеих сторон установлены фрикционные накладки. Его функция — передача крутящего момента за счет силы трения. Встроенный в корпус диска пружинный демпфер крутильных колебаний смягчает соединение с маховиком и гасит вибрации и нагрузки от неравномерности работы двигателя.

Схема расположения диска сцепления, корзины и выжимного подшипника с муфтой выключения

Нажимной диск и диафрагменная пружина, воздействующие на ведомый диск сцепления, в сборе представляют собой единый узел, получивший название «корзина сцепления». Ведомый диск сцепления расположен между корзиной и маховиком и соединен с первичным валом коробки передач с помощью шлицев, по которым он может перемещаться.

Диафрагменная пружина корзины может быть либо нажимного, либо вытяжного принципа действия. Отличие – в направлении приложения усилия от привода сцепления: к маховику или от маховика. Особенность конструкции пружины вытяжного действия позволяет использовать корзину, толщина которой значительно меньше. Это делает узел максимально компактным.

Принцип работы

Принцип работы сцепления основан на жестком соединении ведомого диска сцепления и маховика двигателя за счет возникающей силы трения от усилия, которое создает диафрагменная пружина. Сцепление имеет два режима: «включено» и «выключено». Основное время работы ведомый диск прижат к маховику. Крутящий момент от маховика передаётся ведомому диску, а от него через шлицевое соединение на первичный вал коробки передач.

Схема работы диафрагменной пружины

Для выключения муфты водитель нажимает на педаль, которая соединена с вилкой механическим или гидравлическим приводом. Вилка перемещает выжимной подшипник, который, нажимая на концы лепестков диафрагменной пружины, прекращает её давление на нажимной диск, а он, в свою очередь, освобождает ведомый. В этот момент двигатель разъединен с трансмиссией.

После включения нужной передачи в коробке передач водитель отпускает педаль сцепления, вилка перестаёт воздействовать на выжимной подшипник, а тот на пружину. Нажимной диск прижимает ведомый к маховику. Двигатель соединен с трансмиссией.

Виды сцепления

Сухое сцепление

Принцип действия сцепления данного типа основан на силе трения, возникающей при взаимодействии сухих поверхностей: ведущего, ведомого и нажимного дисков. Это обеспечивает жесткую связь двигателя и коробки передач. Сухое однодисковое сцепление – самый распространенный вид, использующийся на основной массе автомобилей с механической КПП.

Мокрое сцепление

Данный вид сцепления предполагает работу трущихся поверхностей в масляной ванне. По сравнению с сухой, такая схема обеспечивает более плавное соприкосновения дисков; узел эффективнее охлаждается за счет циркуляции жидкости и может передавать больший момент на трансмиссию.

Двойное сцепление мокрого типа

Мокрая схема обычно применяется на современных роботизированных КПП с двойным сцеплением. Особенность работы такого сцепления заключается в том, что на четные и нечетные передачи КПП подается крутящий момент от отдельных ведомых дисков. Привод сцепления — гидравлический, управляемый электроникой. Переключение скоростей происходит при постоянной передаче крутящего момента на трансмиссию без разрыва потока мощности. Данная конструкция является более дорогой и сложной в производстве.

Сухое двухдисковое сцепление

Сухое двухдисковое сцепление предполагает наличие двух ведомых дисков и промежуточной проставки между ними. Данная схема способна передать больше крутящего момента при тех же размерах механизма сцепления. Сама по себе она проще в производстве по сравнению с мокрой. Обычно применяется на грузовиках и легковых автомобилях с особо мощными двигателями.

Сцепление двухмассового маховика

Двухмассовый маховик состоит из двух частей. Одна из них связана с двигателем, вторая – с ведомым диском. Обе составляющие маховика имеют небольшой свободный ход относительно друг друга в плоскости вращения и соединены пружинами между собой.

Схема двухмассового маховика

Особенностью сцепления двухмассового маховика является отсутствие пружинного демпфера крутильных колебаний в ведомом диске. Функция гашения колебаний заложена в конструкцию маховика. Помимо передачи крутящего момента он максимально эффективно сглаживает вибрации и нагрузки, возникающие от неравномерности работы двигателя.

Ресурс сцепления

Ресурс сцепления главным образом зависит от условий эксплуатации автомобиля, а также от стиля езды водителя. В среднем, срок службы сцепления может доходить до 100-150 тысяч километров пробега. В результате естественного износа, возникающего в момент соприкосновения дисков, фрикционные поверхности изнашиваются и требуют замены. Основная причина – проскальзывание дисков.

Двухдисковое сцепление обладает большим ресурсом за счет увеличенного числа рабочих поверхностей. Выжимной подшипник сцепления задействуется при каждом разрыве соединения двигателя и коробки передач. Со временем в подшипнике вырабатывается и теряет свойства вся смазка, в следствие чего он перегревается и выходит из строя.

Особенности керамического сцепления

Ресурс сцепления и эффективность его работы на пределе нагрузок зависит и от свойств материала, обеспечивающего зацепление дисков. Стандартный состав накладок дисков сцепления большинства автомобилей включает спрессованную смесь стеклянных и металлических волокон, смолы и каучука. Поскольку принцип работы сцепления базируется на силе трения, фрикционные накладки ведомого диска рассчитаны на работу при высоких температурах, доходящих до 300-400 градусов Цельсия.

Диск сцепления с керамическими фрикционными накладками

В мощных спортивных автомобилях нагрузки на сцепление намного превышают обычные нормы. Для некоторых трансмиссий может применяться керамическое и металлокерамическое сцепление. В состав материала таких накладок входит керамика и кевлар. Металлокерамический фрикционный материал менее подвержен износу и выдерживает нагрев до 600 градусов без потери рабочих качеств.

Производители используют различные конструкции муфты сцепления, оптимальные для определенного автомобиля, исходя из его назначения и стоимости. Сухое однодисковое сцепление остается достаточно эффективной и недорогой в изготовлении конструкцией. Данная схема широко применяется на легковых автомобилях бюджетного и среднего классов, а также на внедорожниках и грузовиках.

Сцепление автомобиля. Принцип работы сцепления автомобиля – схема

Сцепление автомобиля – это один из главных компонентов трансмиссии. Именно оно принимает на себя весь основной удар при переключении передач, защищает машину от перегрузок и гасит колебания. Как работает сцепление на автомобиле, как оно устроено, какие функции выполняет? Ответы на все эти вопросы – далее в нашей статье.

Характеристика

Сцепление автомобиля – это узел, предназначенный для кратковременного отсоединения двигателя от коробки передач и плавного их соединения при переключении скоростей.

На большинстве современных автомобилей данный элемент размещается между коробкой передач и двигателем внутреннего сгорания.

Устройство сцепления автомобиля

По своей конструкции данная деталь представляет собой целую систему, состоящую из следующих элементов:

1. Маховик. На него вырабатывается весь крутящий момент мотора. К маховику подсоединяется корзина. Это одна из наиболее стойких к нагрузкам деталь.
2. Нажимной и ведомый диск сцепления. Данные детали тесно взаимосвязаны между собой. Нажимной диск сцепления может как соприкасаться, так и отпускаться от ведомого в зависимости от конкретного положения педали в салоне автомобиля.
3. Вилка выключения. Данная деталь при нажатии педали разжимает диски.

1. Первичный вал КПП. Это элемент, на который передается крутящий момент через сцепление автомобиля от ДВС.

Для чего нужен данный узел?

Как известно, двигатель вращается постоянно, а вот колеса – нет. И чтобы при каждой новой остановке автомобиля не приходилось глушить мотор, на коробке следует выключать ту или иную передачу, то есть путем нажатия на педаль сцепления активировать «нейтралку». При последующем движении данный узел способен снова совместить вращающийся двигатель и неподвижную КПП, плавно соединяя валы между собой. Благодаря этому происходит мягкое трогание автомобиля с места.

«Сухое» сцепление

Схема сцепления автомобиля практически всегда одна и та же (картер сцепления; подшипник выключения сцепления; втулка опорная вала вилки выключения сцепления; вилка выключения сцепления; нажимная пружина; ведомый диск; маховик; нажимной диск; кожух сцепления; первичный вал коробки передач; трос; педаль сцепления; муфта подшипника выключения сцепления; пластина, соединяющая кожух сцепления с нажимным диском; пружина демпфера; ступица ведомого диска). Однако этот узел имеет свои особенности. Некоторые производители оснащают машины разными типами узлов. Один из самых популярных на данный момент вариантов – фрикционный. При таком типе сцепления процесс передачи усилий крутящего момента осуществляются благодаря силам трения. Последние воздействуют на поверхностях соприкосновения ведомой и ведущей части. То есть передача усилий происходит напрямую между диском ДВС и КПП машины. Также данный тип сцепления называется «сухим». Особенно часто он устанавливается на полноприводные джипы.

«Мокрый» тип

Существует и так называемый мокрый тип сцепления. Чем он отличается от первого варианта? В нем имеется гидротрасформаторное масло между двумя дисками. Также на «мокром» узле нет такого жесткого сцепления между ведомым и ведущим диском.

По сравнению со своими аналогами он имеет целый ряд преимуществ. Среди них необходимо отметить хорошую защиту автомобиля от перегревов, а также высокую надежность работы механизмов. Однако есть у «мокрого» элемента и свои недостатки. Главный его минус – высокая стоимость, поэтому на большинстве бюджетных автомобилей такая система не используется.

Предназначение

Какие функции выполняет сцепление автомобиля? Прежде всего, данный узел необходим для плавного трогания автомобиля с места, о чем мы сказали в начале статьи. Если мотор с коробкой соединены жестко, то после включения передачи машина резко дергается вперед, так как на коробку передается сразу вся мощность от двигателя. Неправильное использование сцепления вызывает механическое повреждение деталей, а также приводит к частой остановке двигателя при трогании с места.

Благодаря работе сцепления, а именно скольжению ведущего и ведомого дисков, крутящий момент увеличивается постепенно. Движущие усилия возрастают не сразу, а потому машина трогается очень плавно и мягко.

Также коробка сцепления необходима для легкого переключения передач во время движения транспортного средства. Когда автомобиль едет с определенной скоростью, которая стабильно растет или уменьшается, возникает необходимость в переходе на повышенную или пониженную передачу, чему способствует своевременное разъединение валов узла между трансмиссией и двигателем. В противном случае для переключения передачи требовались бы более высокие усилия, что в дальнейшем спровоцировало бы быстрый износ КПП и других его механизмов. В частности, при принудительном переводе скорости повышается нагрузка на зубья шестерен. Таким образом, сцепление также выполняет функцию уменьшения нагрузки, которая действует на поверхность деталей КПП, что облегчает переход с одной передачи на другую. При этом коробка передач (фото данного механизма представлено ниже) терпит минимальные нагрузки от двигателя. А это значительно повышает срок службы деталей КПП, цена которых порой слишком велика.

Как оно функционирует?

Принцип работы сцепления автомобиля заключается в трении нескольких дисков. Действие данного узла заключается в плотном сжатии рабочих поверхностей маховика и прижимной поверхности корзины. Ниже мы рассмотрим этот момент более подробно.

Когда узел находится в рабочем состоянии, под действием выжимной пружины диск корзины плотно прилегает к сцеплению и прижимает его к маховику. При этом первичный вал заходит в шлицевую муфту. Далее производится передача крутящих усилий на него от диска сцепления. Когда водитель нажимает на педаль, он задействует работу выжимного подшипника. Последний нажимает на пружину. Таким образом, поверхность корзины отходит от диска сцепления. После этого первичный вал КПП прекращает свое движение.

Источники:

http://www.autoopt.ru/articles/products/28061850/
http://seite1.ru/zapchasti/mufta-scepleniya-naznachenievidyneispravnostifotovideo/.html
http://www.servomh.ru/stati/vidy-uzlov-muft
http://znanieavto.ru/mufta/mufta-scepleniya.html
http://techautoport.ru/transmissiya/sceplenie-i-mufty/sceplenie.html
http://zen.yandex.ru/media/id/5d7f7a9d118d7f00accf4ec6/5d81bf3a027a1500ad140c9b