Сцепление легкового автомобиля, Меmax = 160 Н∙м

Пермский  национальный исследовательский технический  университет

Автодорожный  факультет

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

по дисциплине «Теория АТС. Анализ конструкций  и элементы расчета»

на тему: «Сцепление легкового автомобиля, Ме_max = 160 Н∙м»

 

 

 

 

 

 

Выполнил  студент:                 

 

Проверил  и принял:             

 

 

 

 

 

Пермь, 2013

Содержание

1.Анализ конструкций	3
1.1.Требования, предъявляемые к сцеплению	3
1.2.Классификация сцеплений	4
1.3.Особенности конструкций сцеплений	5
1.4.Применяемость сцеплений	7
1.5.Конструктивное исполнение	8
1.6.Анализ и оценка конструкций	17
1.7.Вывод	19
2.Расчетная часть	20
2.1.Включенное и выключенное состояния  сцепления	21
2.2.Расчет параметров конструкции сцепления	22
2.3.Расчет параметров диафрагменной  пружины	23
2.4.Нагрев сцепления	27
2.5.Расчет привода сцепления	29
2.6.Расчет гасителя крутильных колебаний	30
2.7.Расчет шлицевого соединения  ведомого диск	32
2.8.Заключение	34
Литература	35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Анализ конструкций

1.1.Требования, предъявляемые к сцеплению

При анализе  и оценке конструкций сцеплений  следует руководствоваться предъявляемыми к ним требованиями:

-надежная передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии;

-плавность и полнота включения;

-чистота выключения;

-минимальный  момент инерции ведомых элементов;

-отвод теплоты  от поверхностей трения;

-предохранение  трансмиссии от динамических  нагрузок;

-поддержание  нажимного усилия в заданных  пределах в процессе эксплуатации;

-минимальные  затраты физических усилий на  управление;

-уравновешенность.

Кроме того, к сцеплению, как и ко всем механизмам автомобиля,  предъявляются такие  общие требования:

-обеспечение  минимальных размеров и массы;

-простота  устройства и обслуживания;

-технологичность;

-ремонтопригодность;

-низкий уровень  шума.

 

 

 

 

 

 

 

1.2.Классификация  сцеплений

На легковых автомобилей, в большинстве случаев,  устанавливается фрикционное или гидравлическое сцепление.

Во фрикционном сцеплении, крутящий момент, передается от ведущих к ведомым элементам, с помощью трения; в гидравлическом – с помощью жидкости циркулирующей между лопастными колесами.

Классификация фрикционных сцеплений приведена  в табл.1.

Таблица 1.

Классификация фрикционных сцепления

По характеру связи между ведущими и ведомыми элементами	-гидравлическое; -фрикционное.	- -	- -
По форме элементов трения:	-дисковые:	- сухими дисками: - с дисками в масле:	-однодисковые; -двухдисковые; -многодисковые;
По способу создания нажимного  усилия:	-пружинное:	- периферийными пружинами; - с центральной пружиной:	-   -с цилиндричесой; -с конической; -с диафрагменной.
По характеру работы:	-постоянно замкнутое; -постоянно разомкнутое.	-   -	-   -
По типу привода:	-с механическим; -с гидравлическим; -с комбинированным:	- - -пневмомеханическим; -пневмогидравлическим; -электромеханическим.	- - -
По способу управления	-неавтоматическое:   -автоматическое.	-ножное; ручное:	-с усилителем; -без усилителя

 

 

1.3.Особенности  конструкций сцеплений 

Из  фрикционных сцеплений, устанавливаемых в настоящее время на легковых автомобилях, можно выделить два основных типа:

1.Сцепление  с центральной диафрагменной  пружиной;

2.Сцепление  с периферийными цилиндрическими пружинами.

Указанные типы сцеплений имеют достоинства и недостатки.

 

Сцепление с центральной диафрагменной  пружиной

Достоинства:

1. Надежная передача крутящего момента за счет равномерного распределения нажимного усилия диафрагменной пружины;

2. Поддержание нажимного усилия в заданных пределах в процессе эксплуатации, за счет характеристики пружины. В начальной стадии изнашивания фрикционных накладок нажимное усилие не уменьшается, а несколько увеличивается;

3. Плавность и полнота включения сцепления обеспечивается за счет деформации лепестков диафрагменной пружины;

4. Чистота выключения обеспечивается отсутствием зазора между муфтой выключения сцепления и диафрагменной пружиной;

5.Простота  конструкции и меньшая масса  сцепления, за счет сокращения  числа деталей сцепления.

Недостатки:

1.Сложность изготовления диафрагменной пружины;

2.Высокая стоимость производства

3.Большее  усилие, необходимое для выключения  сцепления

 

 

 

Сцепление с периферийными цилиндрическими пружинами

Достоинства:

1.Простота конструкции нажимного  элемента – пружины;

2.Возможность регулировки давления пружин;

3.Надежность конструкции – при поломке одной из пружин, ее

действие  компенсируется остальными пружинами;

Недостатки:

1. При повышении угловой скорости центробежные силы  искажают характеристику пружин.

2.Большее количество деталей по сравнению с диафрагменным сцеплением;

3.Необходимость увеличения жесткости нажимных пружин для поддержания нажимного усилия в заданных пределах.

4. Неуравновешенность  - под действием центробежных сил происходит деформация пружин;

5.Для обеспечения  полноты выключения сцепления  необходима эксплуатационная регулировка  зазора между муфтой выключения сцепления и упорным кольцом рычагов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4.Применяемость сцеплений

Применяемость фрикционных сцеплений на современных легковых автомобилях приведена в табл.1.2.

Таблица 1.2.

Применяемость сцеплений

Марка/модель автомобиля	Крутящий момент двигателя, Н∙м	Краткая характеристика сцепления
Лада  Гранта	143,0	Однодисковое, сухое,  с центральной диафрагменной  пружиной, постоянно замкнутое
ГАЗ 31105; 2,4л	210,0	Однодисковое, сухое, с центральной диафрагменной  пружиной, постоянно замкнутое
KIA Spectra	145,0	Однодисковое, сухое, с центральной диафрагменной  пружиной, постоянно замкнутое
Peugeot 308; 1,6 л	160,0	Однодисковое, сухое, с центральной диафрагменной  пружиной, постоянно замкнутое
Toyota Corolla; 1,6 л	157,0	Однодисковое, сухое, с центральной диафрагменной  пружиной, постоянно замкнутое
Citroen C4; 1,6 л	147,0	Однодисковое, сухое, с центральной диафрагменной  пружиной, постоянно замкнутое
Mitsubishi Lancer; 1,6 л	154,0	Однодисковое, сухое, с центральной диафрагменной  пружиной, постоянно замкнутое
Nissan Almera; 1,6 л	145,0	Однодисковое, сухое, с центральной диафрагменной  пружиной, постоянно замкнутое
Ford Focus III; 1,6 л	159,0	Однодисковое, сухое, с центральной диафрагменной  пружиной, постоянно замкнутое
Daewoo Nexia; 1,6 л	160,0	Однодисковое, сухое, с центральной диафрагменной  пружиной, постоянно замкнутое

1.5.Конструктивное исполнение

1.5.1.Сцепление автомобиля Лада  Гранта (ВАЗ-2190) 1,6л (98 л.с.).

Техническая характеристика сцепления  автомобиля Лада Гранта приведена в  табл.1.3.

Таблица 1.3.

Техническая характеристика сцепления автомобиля Лада Гранта

Максимальный крутящий момент двигателя, Н∙м	145,0
Максимальный крутящий момент, передаваемый сцеплением, Н∙м	180,0
Число трущихся поверхностей	2
Диаметр фрикционных накладок, мм: наружный внутренний	200 140
Толщина, мм: ведомого диска с накладками накладки	8,3 3,0
Нажимная пружина: тип количество	Центральная, диафрагменная 1
Параметры нажимной диафрагменной пружины: количество лепестков	12
Тип демпфера	Пружинно-фрикционный
Ход муфты выключения сцепления, мм: свободный рабочий	нет 9
Педаль сцепления: ход, мм максимальное усилие, Н (кгс);	146,0 150
Привод управления сцеплением	Механический, тросовый

 

 

 

 

Сцепление расположено в алюминиевом картере 17, прикрепленном тремя болтами и одной шпилькой к блоку двигателя и конструктивно объединенном с коробкой передач. Кожух сцепления 10 соединен с маховиком 13 шестью болтами. В маховике имеются три штифта, которые при установке входят в соответствующие отверстия кожуха, центрируя его. Тремя парами упругих стальных пластин кожух 10 соединен с ведущим диском 12. Ведомый диск 14 в сборе с пружинно-фрикционным демпфером крутильных колебаний установлен на шлицах первичного вала 15 коробки передач.

Привод сцепления - тросовый, беззазорный (свободный ход педали отсутствует, сцепление постоянно включено). Педаль сцепления 27 установлена на оси в специальном кронштейне 25. Ее верхний конец соединен с наконечником троса 24, оболочка которого со стороны салона закреплена на кронштейне педали сцепления, а в моторном отсеке - на кронштейне 3 силового агрегата. Соответствующий поводок троса 8 соединен с вилкой выключения сцепления 9.

 

Рис.1.2.Сцепление  автомобиля Лада Гранта

1.5.2.Сцепление автомобиля KIA Spectra

Техническая характеристика сцепления  автомобиля KIA Spectra

приведена в  табл.1.4.

Таблица 1.4.

Техническая характеристика сцепления автомобиля KIA Spectra

Максимальный крутящий момент двигателя, Н∙м	145,0
Максимальный крутящий момент, передаваемый сцеплением, Н∙м	190,0
Число трущихся поверхностей	2
Диаметр фрикционных накладок, мм: наружный внутренний	210 145
Толщина, мм: ведомого диска с накладками накладки	8,5 3,2
Нажимная пружина: тип количество	Центральная, диафрагменная 1
Параметры нажимной диафрагменной пружины: количество лепестков	12
Тип демпфера	Пружинно-фрикционный
Ход муфты выключения сцепления, мм: свободный рабочий	Нет 10
Педаль сцепления: ход, мм максимальное усилие, Н (кгс);	150 130
Привод управления сцеплением	Гидравлический

 

 

 

 

 

Нажимной  диск сцепления (рис.1.3) смонтирован в стальном штампованном кожухе (2), прикрепленном болтами к маховику двигателя. Ведомый диск (4) установлен на шлицах первичного вала коробки передач и зажат диафрагменной пружиной между маховиком и нажимным диском. Подшипник выключения сцепления (3) установлен на направляющей втулке первичного вала коробки передач. Подшипник перемещается вилкой выключения сцепления. Толкатель поршня рабочего цилиндра гидропривода сцепления через вилку выключения сцепления постоянно прижимает подшипник к диафрагменной пружине кожуха сцепления.

Гидравлический  привод включения сцепления состоит  из главного цилиндра, рабочего цилиндра, вилки выключения сцепления, подшипника выключения сцепления, бачка и педали сцепления. Бачок, установленный на главном тормозном цилиндре, и  цилиндры привода сцепления соединены  между собой трубопроводами.

 

Рис.1.3.Сцепление  автомобиля KIA Spectra

1.5.3. Сцепление автомобиля ГАЗ 31105 (с двигателем Крайслер 2,4л)