Сцепление

Общие положения. Механическая трансмиссия должна иметь возможность кратковременного разъединения от работающего двигателя. Это необходимо при остановке автомобиля и при переключении передач в механической или автоматической ступенчатой коробке передач. Кроме того, при трогании автомобиля с места и переключении передач, соединение выходного вала двигателя и трансмиссии должно происходить плавно, без резких рывков. Чтобы обеспечить эти условия в автомобилях применяется сцепление.

В зависимости от типа автомобиля могут применяться различные конструкции сцепления.

• По характеру работы различают два типа корзин сцепления — нажимного и тянущего действия (рис. 11.3).

В сцеплении нажимного типа (Volvo, MAZ) к выжимному подшипнику диафрагменная пружина может прижиматься постоянно или периодически. Когда выжимной подшипник нажимает на диафрагменную пружину, через ось отжимается ведущий диск. Это приводит к отсоединению ведомых дисков.

В сцеплении тянущего типа на грузовых автомобилях (Volvo, DAF, Scania, MAN) к выжимному подшипнику диафрагменная пружина прижимается постоянно. Когда выжимной подшипник оттягивает диафрагменную пружину от сцепления, через ось отжимается ведущий диск. Это приводит к отсоединению ведомых дисков. Преимуществом сцепления тянущего типа является то, что поскольку к выжимному подшипнику диафрагменная пружина прижимается постоянно, на него не действуют такие нагрузки, как на выжимной подшипник сцепления нажимного типа. Ведомые диски изнашиваются при этом равномернее, так как пружина лучше прижимается к ведущему диску.

• По способу управления — различают сцепления с механическим, гидравлическим, пневматическим, электрическим или комбинированным приводом (например, гидропневматическим или электрогидравлическим).
• По виду трения — различают сцепления сухие (фрикционные накладки работают в воздушной среде) и мокрые (работающие в масляной ванне).
• По режиму включения — сцепления различают постоянно замкнутые и непостоянно замкнутые.
• По числу ведомых дисков — различают сцепления одно-, двух- и многодисковые.
• По типу и расположению нажимных пружин различают сцепления — с расположением нескольких цилиндрических пружин по периферии нажимного диска и с центральной диафрагменной пружиной.
• По числу потоков передач крутящего момента различают сцепления — одно и двухпоточные.

Для облегчения управления сцеплением в приводах при­меняют усилители: механические в виде сервопружин, пневмати­ческие и вакуумные.

Сцепления с механическим приводом. Сцепление состоит из ведущей и ведо­мой частей, нажимного механизма и ме­ханизма выключения. Детали ведущей части сцепления воспринимают от ма­ховика крутящий момент двигателя, а детали ведомой части передают этот момент ведущему валу коробки пере­дач. Нажимной механизм обеспечивает плотное прижатие ведущей и ведомой частей сцепления для создания необхо­димого момента трения. Механизм вы­ключения служит для управления сце­плением.

Рассмотрим конструкцию и принцип работы наиболее распространенных типов сцепления грузовых автомобилей с периферийным расположением пружин. Ведущая часть однодискового сцепле­ния (рис. 11.4, а) имеет маховик 2, нажимной диск 4, кожух 6, сцепления и направляющие пальцы 17. Ведомая часть однодискового сцепления имеет ведомый диск 3 с фрикционными накладками из прессованного асбеста или медно-асбестовой плетенки в который входит веду­щий вал 11 коробки передач. Нажимной механизм образуют нажимные пружины 16, установленные в кожухе. В состав механизма выключения сцепления вхо­дят оттяжные пальцы 7, опоры 8 от­тяжных рычагов, оттяжные рычаги 9, муфта 10 выключения сцепления, педаль 12, тяга 13 педали, вилка 14 выключе­ния, оттяжная пружина 15. Все детали сцепления помещены внутри картера 5 сцепления.

При включенном сцеплении (рис. 11.4, в) крутящий момент от коленчатого вала 1 через ма­ховик 2 и нажимной диск 4 благодаря трению передается зажатому между ни­ми ведомому диску 3, ступица которого имеет шлицевое соединение с ведущим валом 11 коробки передач. Для выклю­чения сцепления (рис. 11.4, г) нажимают на педаль 12, которая через тягу 13, вилку 14 и муфту 10, а также рычаги 9 отводит назад нажимной диск 4. При этом пружины 16 сжимаются и освобо­ждают ведомый диск 3, по обеим сторо­нам которого образуются зазоры. При плавном отпускании педали 12 пружины 16 возвращают все детали в исходное положение, т. е. пружины 16 постепенно прижимают на­жимной диск 4 к ведомому диску 3, а последний — к поверхности махови­ка 2.

В двухдисковом сцеплении (рис. 11.4, б) ведущая часть состоит из маховика и двух дисков 21 и 23, а ведомая — из двух дисков 22 и 24. Для обеспечения необходимых зазоров между ведущими и ведомыми дисками в выключенном состоянии (т. е. для «чистоты» выклю­чения) служат отжимная пружина 19 и регулировочный болт 20 промежуточ­ного диска.

Пример двухдискового сцепления автомобиля МАЗ с периферийным расположением пружин показан на рис. 11.5. В этом сцеплении сжатие маховика 1, нажимного 18, среднего ведущего 3 и двух ведомых 2 дисков осуществляется периферий­ными цилиндрическими пружинами 16, равномерно расположен­ными в два ряда по окружности. Каждый ряд включает по 14 пружин.

Ведомые диски включают в себя гасители крутильных колеба­ний, каждый из которых имеет по шесть цилиндрических пружин 5 и по два стальных фрикционных кольца 4, Средний ведущий и нажимной диски направляющими выступами входят в пазы махо­вика, пружины 6 расположены между маховиком и средним дис­ком. При выключении сцепления они перемещают средний диск на необходимую величину, которая регулируется четырьмя што­ками 7. Четыре рычага 9 выключения сцепления установлены в вилках 10, закрепленных в кожухе 15 сферическими гайками 11. К внутренним концам рычагов присоединено кольцо 14, в кото­рое при выключении сцепления упирается выжимной подшип­ник 13 муфты выключения. Смазывание муфты и подшипника производится через гибкий шланг из масленки, закрепленной на картере 12. В верхней и нижней частях картера сцепления на­ходятся люки с крышками 8 и 17.

Однодисковые сцепления устанавливаются на легковых автомобилях, грузовых автомобилях и автобусах с механической коробкой передач. В состав сцепления входят: нажимной диск 4 (рис. 11.6), ведомый диск сцепления 3, выжимной подшипник (муфта) 5, вилка привода выжимного подшипника, система привода и педаль выключения сцепления.

Нажимной диск, представляет собой основание выпуклой круглой формы. В основание встроены выжимные пружины, которые соединены с прижимной площадкой, так же круглой формы. Площадка имеет диаметр соизмеримый с диаметром маховика и отшлифована, с одной стороны. Нажимные пружины сводятся к центру диска, где на них, во время выжима, воздействует выжимной подшипник. Нажимной диск жестко соединен с маховиком. В зазор между прижимной площадкой и маховиком вставляется, ведомый диск сцепления.

Ведомый диск сцепления 3 имеет округлую форму и конструктивно состоит из шлицевой ступицы 6 для присоединения первичного вала коробки передач, деталей демпфера 7 и диска 3 с фрикционными накладками.

Наличие демпфера в ведомом диске, при сжатии его пружин, снижает величину динамического крутящего мо­мента на первичном валу коробки передач при резком включении сцепления, при включении сцепления во время трогания с места и переключении передач, а также исключает резонансные явления в трансмиссии автотранспортного средства в режиме разгона и установившегося дви­жения. Двухмассовые маховики, применяемые в современных автомобилях, также выполняют функцию демпферов. Демпфер имеет цилиндрические пружины 2, установленные в окна диска с фрикционными накладками. Дополнительно демпфер может иметь тарельчатые пружины.

Для обеспечения плавности включения сцепления ведомые диски де­лают разрезными или пластинчатыми. К пластинам, изогнутым в разные стороны, с обеих сторон прикрепляют фрикционные накладки. Это обес­печивает в свободном состоянии зазор между накладками (1…2 мм). Уменьшение зазора между накладками в процессе включения сцепления обуславливает плавность соприкосновения трущихся поверхностей и воз­растание силы трения.

При отсутствии передачи крутящего момента вырезы фланца ступицы и ведомого диска, в которых расположены демпферные цилиндрические пружины, совпадают. Передача крутящего момента от ведомого диска к его ступице осуществляется через демпферные пружины. При этом ведомый диск поворачивается на некоторый угол относительно фланца ступицы и между ними возникает трение. Таким образом, энергия крутильных коле­баний превращается в тепловую. Предельное угловое смещение дисков ог­раничено размером вырезов во фланце ступицы.

На рис. показано однодисковое, с тарельчатой (диафрагменной) пружиной сцепление автобуса МАЗ (рис. 11.7). Оно состоит из ведущих и ведомых частей, устанавливаемых на маховик двигателя, а также из деталей механизма выключения сцепления, устанавливаемых на коробку передач.

Ведущая часть сцепления — нажимной диск 1 с кожухом и пружиной, центрируется на маховике по цилиндрическому буртику на кожухе и крепится болтами. Нажимной диск соединён с кожухом при помощи четырёх пакетов пластин, обеспечивающих центрирование, осевое перемещение и передачу крутящего момента от кожуха к нажимному диску.

Ведомая часть — диск ведомый 2 с демпфером, центрируется по шлицам первичного вала коробки передач и устанавливается между маховиком и нажимным диском. В сцеплении применён ведомый диск с демпфером крутильных колебаний пружинно-фрикционного типа и с упругим креплением фрикционных накладок. Механизм выключения сцепления состоит из муфты 3 с подшипником, вилки 4 и валика 5. Муфта выключения сцепления 3 соединена через упорное кольцо 6 с диафрагменной пружиной вытяжного типа с помощью запорного устройства.

Принцип действия сцепления диафрагменного типа показан на рис. 11.8

Лепестки пружины выполняют функции рычагов выключения сцепления. При нажатии подшипника 2 на концы 3 лепестков они деформируют пружина сцепления пружину, перемещая назад ее наружный край. Для того чтобы нажимной диск двигался вслед за пружиной, на нем закреплены крюкообразные захваты 1.

Применение диафрагменной пружины (нелинейная характеристика) дает возможность затрачивать меньше усилия для выключения, чем спи­ральные цилиндрические (линейная характеристика) пружины. При износе деталей сцепления нажимное усилие цилиндрических пружин заметно па­дает, в то время как у конструкции с диафрагменной пружиной оно может даже несколько возрасти, обеспечивая надежную передачу крутящего мо­мента. Кроме этого, сцепление с диафрагменной пружиной проще, имеет в семь раз меньше деталей и меньшие габаритные размеры.

В отличие от сцепления с диафрагменной пружиной однодисковое сцепление с центральной конической пружиной позволяет передавать большой крутящий момент благодаря установке между нажимным диском и пружиной специального рычажного механизма, увеличивающего давление пружины.

Конструкция такого сцепления проще, чем с периферийными пружинами, и имеет меньший осевой размер. Равномерность нагрузки на нажимной диск обеспечивается веерообразными упругими рычагами, передающими усилие пружины на нажимной диск.

Сцепления с центральной конической пружиной применяются на грузовых автомобилях большой грузоподъемности. На рис. 11.9 показано такое сцепление грузового автомобиля МАЗ. Сцепление однодисковое, фрикционное, сухое, с центральной конической пружиной и с механическим приводом. Коническая пружина 5, имеющая поперечное сечение витка прямоугольной формы, в сжатом состоянии расположена между подвижной втулкой 6 и опорным фланцем 3. Пружина не касается нажимного диска, поэтому при работе меньше нагревается и дольше сохраняет свою упругость.

Фланец 3 установлен в кожухе 8, закрепленном на маховике 11 двигателя. На внутреннем конце втулки 6 закреплена обойма 12, в которой находятся шаровые опоры нажимных рычагов 4. Нажимные рычаги выполнены в форме диска, разрезанного на отдельные секторы в виде лопастей вентилятора для охлаждения сцепления. Наружные концы рычагов 4 находятся между кольцевыми выступами опорного фланца 3 и нажимного диска 1, что обеспечивает перемещение нажимного 1 и ведомого 10 дисков и прижатие ведомого диска к маховику двигателя. Упругие нажимные рычаги обеспечивают плавность включения и выключение сцепления.

Давление конической пружины регулируется прокладками 2, установленными между кожухом 8 и опорным фланцем 3. Нажимной диск имеет прямоугольные выступы, которые входят в продольные пазы кожуха. Это обеспечивает передачу крутящего момента от маховика на нажимной диск и перемещение нажимного диска в осевом направлении. Сцепление размещено в картере, прикрепленном болтами к блоку цилиндров двигателя.

При включенном сцеплении ведомый диск 10 зажат между нажимным диском 1 и маховиком 11 под действием конической пружины 5 и нажимных рычагов 4. Сцепление передает крутящий момент.

При выключении сцепления муфта 7 с выжимным подшипником перемещается к маховику и давит на подвижную втулку 6. Втулка сжимает пружину 5 и перемещает внутренние концы рычагов 4 к маховику. При этом наружные концы рычагов перемещаются в сторону от маховика, их давление на нажимной диск 1 прекращается. Нажимной диск отводится от маховика оттяжными пружинами 9, освобождая ведомый диск 10. Сцепление выключается, крутящий момент через него не передается.Сцепления с конической пружиной могут быть и двухдисковыми.

Фрикционные накладки сцеплений изготавливаются из углеродного композитного материала, существуют накладки из кевларовых нитей, керамики и т.д. Накладки крепятся к основанию при помощи заклепок или приклеиваются.

Выжимной подшипник представляет собой подшипник, у которого одна сторона выполнена в виде нажимной площадки круглой формы соизмеримой с диаметром расположенных в центре «корзины» выжимных пружин. Выжимной подшипник располагается на выступающем из коробки передач первичном вале. Подшипник крепится не на сам вал, а на защитный кожух вала. Подшипник в действие приводит «коромысло» или вилку привода, которая нажимает на оправку подшипника, имеющую специальные выступы. В некоторых случаях вилка и подшипник фиксируются стопорными пружинами. Выжимной подшипник может быть нажимного действия, или оттягивающего.

Приводы сцепления. Гидравлический привод показан на рис.11.10.

Гидропривод выключения сцепления автомобиля (рис. 11.10, а) состоит из главного цилиндра 13 с бачком 10 для тормозной жидкости, рабочего цилиндра 5, соединительного трубопровода 8, толкателя 14, вилки выключения 26, шаровой опоры 25, жестко закрепленной на картере сцепления, подшипника выключения сцепления (выжимной подшипник) 23, педали 18 выключения сцепления. В главном цилиндре находится поршень 4 (рис. 1.9, б) с отверстиями на головке и закрывающей отверстия уплотнительной манжетой (кольцевой клапан) 31. Перед ним имеется резиновая центральная манжета 30 и упорная шайба 29, в которую упирается пружина 28, отжимающая поршень в исходное положение.

Пружина 16 (рис. 11.10, а) оттягивает педаль 18, а с ней и толкатель в исходное положение, при котором поршень 4 не воздействует на жидкость, а между ним и толкателем имеется зазор D, обеспечивающий свободный ход педали.

Рабочий цилиндр 5 крепится к картеру сцепления. В картере установлены поршень 4 (рис.11.10, в) уплотнительными манжетами 36, стопорное кольцо 37, прокачной штуцер 6 для удаления воздуха, проникшего в систему гидропривода. В поршень упирается толкатель 27, который другим концом соединяется с вилкой выключения 26 (рис. 11.10, а). Вилка опирается на шаровую опору 25 и вторым концом воздействует на выжимной подшипник 23. Вся система гидропривода заполнена тормозной жидкостью.

Бачок гидропривода сцепления изготовлен из полупрозрач­ной пластмассы, что облегчает проверку уровня жидкости в при­воде.

Во включенном положении за счет упругости нажимной пружины нажимный диск зажимает между собой и маховиком ведомый диск с усилием, не допускающим его про­буксовку. Поэтому при работе двигателя ведущая и ведомая части сцепления будут вращаться вместе, передавая крутящий момент от коленчатого вала двигателя на первичный вал 24 короб­ки передач.

При выключении сцепления усилие от педали через толка­тель 14 передается на поршень 11, который, прео­долевая сопротивление пружины 28, перемещаются в главном цилиндре. При этом уплотнительная манжета (кольцевой клапан) 31 перекры­вает левое компенсационное отверстие 34 и полость главного цилиндра разобщается с бачком. Жидкость через соединительный трубопровод 8 поступает в полость рабочего цилиндра 5, перемещая поршень 4 и толкатель 27. Усилие от толкателя через регулировочную гайку 1 передается на вилку 26 выключения сцеп­ления. Поворачиваясь относительно шаровой опоры 25, вилка перемещает выжимной подшипник 23. Первоначально выбирается зазор между подшипником и фрикционным кольцом упорного фланца. при этом заканчивается свободный ход педали сцепления В.

При рабочем ходе педали упорный фланец, воздействуя на лепестки нажимной пружины, прогибает ее. Наружная кромка пружины через фиксаторы отводит на­жимной диск от ведомого диска, и передача крутящего момента на коробку передач прекращается.

Когда педаль сцепления отпускают, все детали главного и рабочего цилиндров, а также сама педаль возвращаются в исход­ное положение под действием пружин. Поршень главного цилиндра отходит от левого компенсационного отверстия 34, при этом происходит сообщение поло­стей главного цилиндра и бачка. Давление в системе падает, и на­жимный диск 19 под действием нажимной пружины 22 прижимает ведомый 20 диск к поверхности маховика 7. При нажатии на ведомый диск его волнистая поверхность постепенно становится плоской, позволяя сначала проскальзывать диску, за счет чего сцепление включается плавно. При этом крутящий момент от маховика передается на кожух 21 и нажимный диск 19 и далее за счет сил трения на ведомый диск 20, затем от него через демпфер на ступицу ведомого диска и через шлицевое соединение на первич­ный вал 24 коробки передач.

Если отпускают педаль сцепления резко, то жидкость не успевает заполнять освобождаемый поршнем 11 объем, и в рабочей полости цилиндра создается разрежение. Под его действием жидкость из бачка 10 через канавку и отверстия в поршне, а также отодвинутые края манжеты 31, перете­кает в рабочую полость цилиндра через правое компенсационное отверстие 34, что обеспечивает последующее эффективное действие привода сцепления.

Приводы сцепления современных легковых автомобилей не претерпели особых изменений, как по принципу действия, так и по приводу выключения. Тем не менее, можно наблюдать нетрадиционные системы привода, например, рабочего цилиндра автомобиля Skoda Octavia (рис.1.11).

Рабочий цилиндр 7 и направляющая втулка 9 в такой конструкции прочно соединены друг с другом. Поршень 4 подшипника выключения сцепления движется в рабочем цилиндре и направляющей втулке в осевом направлении. Два сальника 6, расположенные один за другим на поршне, герметизируют рабочий цилиндр, отделяя его полость от подшипника выключения сцепления и направляющей втулки.

Шарики, находящиеся в сепараторе и поддерживающие наружную обойму 1, движутся по внутренней обойме 3 подшипника выключения сцепления, прочно соединенной с поршнем. Под действием пружины 5 наружная обойма 1 постоянно прижимается к диафрагменной пружине сцепления 14 и вращается вместе с ней. Втулка 2, прочно соединенная с внутренней обоймой, защищает подшипник выключения сцепления.

Тормозная жидкость подается в рабочий цилиндр через специальный канал. При нажатии педали сцепления поступающая под давлением тормозная жидкость перемещает по оси подшипник выключения сцепления по направлению от рабочего цилиндра к сцеплению, и, таким образом, сцепление выключается.

Механические коробки передач пока еще не потеряли своей актуальности. Однако управление такой коробкой требует, как достаточного опыта, так и определенных усилий. Поэтому ряд фирм предлагают различные способы автоматизации управления сцеплением для стандартных коробок передач.

Гидропневматический привод. Для грузовых автомобилей и автобусов большой грузоподъемности (вместимости) применяется преимущественно гидропневматический привод сцепления, вариант схемы которого для грузовых автомобилей и автобусов показан на рис.11.12.

Гидравлический привод с пневмогидравлическим усилителем (ПГУ) независимо от конст­руктивных особенностей состоит из следующих частей:

1. Главного (подпедального) гидроцилиндра с поршнем 15, устанавливаемого совместно с педалью при­вода.

2. Педали привода 12 с толкателем 16 поршня 15 главного цилиндра.

3. Пневмогидравлического усилителя с поршнем 5, устанавливаемого как правило на коробке передач.

4. Трубопроводов подвода рабочей жидкости от бачка к главному цилиндру и от главного цилиндра к ПГУ. Трубопровод от главного цилиндра к ПГУ как правило состоит из жё­сткой металлической части и гибкой — резиновой части.

5. Трубопровода подвода воздуха А от пневмосистемы автотранспортного средства к ПГУ.

6. Бачка 20 пополнения гидросистемы рабочей жидкостью.

Принцип работы привода заключается в следующем.

При нажатии на педаль 12 толкатель 16 главного (подпедального) цилиндра, выбрав за­зор перемещает поршень 15 с манжетой 13. при этом пока манжета не перекроет компенсаци­онное отверстие Ж цилиндра в гидравлической системе нет избыточного давления, а далее оно начинает появляться в полости Б из-за сопротивления перемещению гидравлических поршней 6 и 10 и будет соответствовать усилию перемещения поршня 10 пневматического клапана. Пор­шень 10 перемещаясь под действием избыточного давления рабочей жидкости одновременно открывает клапан 8 обеспечивая доступ воздуха из полости Г в полость Д и перекрывает сооб­щение этой полости с атмосферой через канал К. Воздух из пневмосистемы транспортного средства через подвод А и полости Г и Д поступает по каналу 7 в полость В пневмоцилиндра, при этом пневматический поршень 5 вместе с гидравлическим поршнем 6 начинает перемещаться в левую сто­рону, а рычаг 2 выключения сцепления вместе с вилкой поворачиваются по часовой стрелке, перемещая муфту соединённую с диафрагменной пружиной 3 в сторону от маховика и сцепле­ние выключается. Следует отметить, что пневматический клапан должен обеспечивать следя­щее действие — пневматический поршень вместе с гидравлическим поршнем перемещаются со­ответственно перемещению поршня главного цилиндра по величине и скорости, например, если приостановить перемещение педали, то поршень пневматический должен также остановиться.

При отпускании педали сцепления поршень 15 под действием давления в гидросистеме и пружины 14 главного цилиндра поднимается вверх вместе с толкателем 16, одновременно в гидросистеме снижается давление и поршень пневматического клапана 10 под действием пру­жины перемешается в правую сторону при этом пневматический клапан 8 перекрывает сооб­щение полости Г с полостью Д, а между торцом П поршня 10 и поверхностью Н клапана 8 об­разуется щель через которую воздух из полостей В и Д по каналу К и через выпускной клапан 9 будет постепенно выходить в атмосферу и пневматический поршень 5 совместно с гидравличе­ским поршнем 6 под действием диафрагменной пружины, передаваемым через выжимной подшипник сцепления 1 и рычаг 2, перемещаются в правую сторону, при этом сцепление начинает включаться.

Фирма FTE Automotive разработала универсальный электрогидравлический актюатор (исполни­тельный механизм) сцепления СР1 (Controlled Piston) – управляе­мый поршень.

Исполнительный механизм содер­жит главный цилиндр 9, поршень с винтовым штоком 4 и бесщеточный электродвигатель 6 посто­янного тока (рис. 11.13, а). Механизм управляется электронным блоком управления 13, в который поступает информация от датчиков о положении педали сцепления 2, положении поршня 11, давлении в рабочем цилиндре 12. Блок управления обрабатывает полученные сигналы, включает электродвигатель и изменяет силу тока в нем. Ротор электродвигателя в виде гайки, вращаясь, передвигает шток с резьбой. Шток толкает поршень главного цилиндра и под действием давления жидкости срабатывает рабочий цилиндр, поршень которого выключает сцепление. Усилие на педали при этом минимально. Чтобы уменьшить трение, гайка заполнена внутри шариками, обкатывающими «резьбу» на штоке.

Более совершенной является конструкция исполнительного механизма повышенной надежности (рис. 11.13, б), позволяющего выключать сцепление при отказе основной системы. В таком механизме с педалью выключения сцепления соединен дополнитель­ный гидравлический цилиндр, жидкость из ко­торого поступает за поршень главного цилин­дра. Датчик давления определяет давление жидкости за поршнем главного цилиндра, а датчик положения поршня положение поршня в данный конкретный момент. В зависимости от полученных сигналов блок управления, изменяется сила тока в роторе, поворачивая его. При этом поршень главного цилиндра передвигается на необходимую величину.

Прелагаемый узел СР1 универсален и его можно использовать для авто­матического управления роботизированной коробкой передач без педали выключения сцепления.

На автомобилях малого класса отдельных производителей автомобилей может применяться порошковое сцепление (рис. 11.14).

Ведущим элементом сцепления является маховик 1 с закрепленными на нем магнитопроводами с обмотками возбуждения 3. Ведомый диск 4 закреплен на ведущем валу коробки передачи. Меж­ду магнитопроводами и ведомым диском имеется воздушный зазор А, в который вво­дится специальный фрикционный поро­шок, обладающий высокими магнитными свойствами. При отсутствии тока в обмот­ках возбуждения между ведущими и ведо­мыми элементами сцепления силовой связи нет – сцепление выключено. Если к обмоткам возбуждения подводится электрический ток, то за счет образова­ния магнитного поля, частицы порошка выстраиваются по силовым линиям маг­нитного поля, и создается силовое взаи­модействие между ведущими и ведомыми элементами сцепления. Силовая связь зависит от силы тока, поступающего в об­мотку возбуждения. Основное достоинст­во такой конструкции заключается в том, что управление сцеплением можно пере­нести с педали сцепления на ручной, кно­почный вариант управления, что актуально для водителей с ограниченными физическими возможностями.

Специалисты фирмы Magna Powertrain создали сцепление на основе магнитореологической жидкости (MRF). Особые свойства магнитореологической жидкости уже используются в амортизаторах с пе­рестраиваемыми характеристиками. MRF представляет собой взвесь сферических микрочастиц карбонильного железа размером 1…10-мкм в растворителе. В отсутствие магнитного поля частицы практически не ощущаются и жидкость ведет себя подобно воде. Однако при включении расположенного рядом соленоида, частицы выстраиваются в бо­лее или менее прочные цепочки и жидкость с малой вязкостью превраща­ется в густой либо в очень густую, либо в подобие твердого тела.

Если заполнить пространство между ведомыми и ведущими дис­ками магнитореологической жидкостью и создать в ней достаточно сильное магнитное поле, диски будут соединены между собой. Регулируя ток в управляющих соленоидах, можно обеспечить плавное включе­ние, пробуксовку, причем без присущих традици­онному сцеплению крутильных колебаний.

Вместо обычных дисков для сцепления предпочтитель­нее конструкция на основе вложенных друг в друга стаканов 1 и 2 (рис. 11.15). Дело в том, что вал двигателя может вращать­ся с большой скоростью. С ростом частоты вращения коленчатого вала растет центробежная сила, увлекающая частицы же­леза к внешней части дисков, что ведет к увеличе­нию передаваемого сцеплением крутящего момента вне зависимости от желания водителя, то есть по­ложения педали, или команды электроники (в слу­чае АКП).

Более широкое распространение в трансмиссии легковых автомобилей нашли одно и многодисковые фрикционные сцепления, которые будут рассмотрены ниже.