5.4 Рычаги выключения сцепления

Изгибающий момент от действия силы, приложенной на концах рычагов,

вызывает напряжение изгиба

, (57) [4]

где Р׳_пр – усилие пружин сцепления при выключении;

- расстояние до опасного сечения;

и_р- передаточное число рычага;

п_р – число рычагов;

ω_и - момент сопротивления изгибу.

Допускаемое напряжение изгиба [ σ_и ] = 300 МПа.

Материал рычагов – сталь 10, сталь 15. Иногда материалом рычагов служит ковкий чугун. В этом случае допускаемое напряжение примерно вдвое ниже, чем для стали.

5.5 Рычажный механизм выключения сцепления с механическим или гидравлическим приводом управления

а) Механический привод (рисунок 3)

Общее передаточное число механизма включения

, (58) [4]

где – передаточное число рычажного механизма;

–передаточное число механического привода.

В существующих конструкциях

Ход педали при выключении сцепления

, мм, (59) [4]

где – ход нажимного диска, равный 1,0…1,5 мм для однодисковых сцеплений и 2…2,5 мм для двухдисковых сцеплений;

–зазор между рычажками и муфтой выключения, мм.

Ход педали должен быть примерно 120…190 мм, в том числе холостой ход педали – 25…40 мм.

Усилие на педали, необходимое для полного выключения сцепления (фрикциона)

, Н, (60) [4]

где – К.П.Д. привода,.

Усилие на педали должно быть не более 150Н для легковых автомобилей, 250Н – для грузовых. Расчет деталей привода на прочность и определение их геометрических параметров ведется на усилие 500Н, приложенное к педали.

Рисунок 3 - Расчетная схема механического привода управления сцеплением

б) Гидравлический привод (рисунок 4).

Рисунок 4 - Расчетная схема гидравлического привода управления сцеплением

Общее передаточное число

; (61) [4]

где и– диаметры соответственно главного и рабочего цилиндров.

Проектирование контура гидравлического привода должно отвечать общим техническим требованиям на приводы гидравлические, ГОСТ 17411-88.

в) Пневматический усилитель гидравлического привода (рисунок 5).

Режимы работы пневмоусилителя:

1. Усилие на педали отсутствует –сцепление включено. Давление в главном гидроцилиндре 2 и в гидролинии 3 отсутствует. Мембрана 8 пружиной отжата вправо, а вместе с мембраной отжат связанный с ней патрубок – седло атмосферного клапана 6. Впускной клапан 5 сжатого воздуха закрыт, а атмосферный клапан 6 открыт, сообщая левую полость пневмоцилиндра 10 с атмосферой. Поршень пневмоцилиндра 4 под действием пружины отжат в крайнее левое положение. Усилие на штоке 11 привода отсутствует.

2. Усилие на педали повышается –сцепление выключается.

Если в ресивере сжатый воздух отсутствует, то усилие на штоке 11 привода сцепления зависит только от давления в гидролинии:

R₁=p_жF₅ = P_педaF₅/(bF_l), (62) [4]

где р_ж— давление жидкости в гидролинии;

F₁ — площадь поршня главного гидроцилиндра 2;

F₅— площадь поршня гидро­цилиндра 10 выключения сцепления.

Если сжатый воздух имеется в ресивере, то давление жидкости в гидролинии, воздействуя на поршень 9 следящего уст­ройства, перемещает его влево. При этом мембрана 8 выгибается, также преодо­левая усилие пружины P₁, и своим седлом закрывает выпускной клапан 6 и откры­вает клапан 5 сжатого воздуха. Сжатый воздух поступает в левую полость пневмоцилиндра 4 и воздействует на его поршень. Усилие, создаваемое поршнем пневмоцилиндра 4:

R₂ = р_возF₄ – Р₂,

где р_воз— давление сжатого воздуха в левой полости гидроцилиндра;

F₄— площадь поршня пневмоцилиндра;

P₂— усилие пружины поршня.

3. Усилие на педали уменьшается—сцепление включается.

Давление в гидро­линии 3 падает. Уменьшается при этом сила, с которой следящий поршень 9 действует на мембрану 8; последняя выгибается вправо, открывая выпускной клапан 6 и закрывая впускной клапан 5. Усилие на штоке 11 падает.

4. Усилие на педали постоянно(максимально) —сцепление выключено.

Усилие, создаваемое пневмоцилиндром 4, должно быть также постоянным. Это возможно только в том случае, когда оба клапана 5 и 6 закрыты, что соответствует равновесному положению мембраны 8:

р_возF₃+Р₁ - р_жF₂ = 0, (63) [4]

где F₃ — площадь мембраны;

Р₁ — усилие пружины мембраны;

F₂— площадь поршня следящего устройства.

Подставив значения р_ж из уравнения (62) в уравнение (63), получим

р_воз = P_педaF₂/(bF_]F₃) – P₁/F₃. (64) [4]

Отсюда следует, что давление воздуха на мембрану, а, следовательно, на поршень гидроцилиндра прямо пропорционально усилию на педали, что и требуется от следящего механизма.

Полное усилие на штоке 11 привода сцепления

R=R₁+R₂ = P_педаF₅/(bF_l)+p _возF₄ – P₂;

Подставив из (64) значение р_воз, получим

R = P_пед аF₅/ bF₁ + (P_педaF₂F₄ / bF₁F₃ – P₁F₄ / F₃ – P₂).

Усилитель вступит в работу, когда выражение, заключенное в скобки, станет больше 0. Полное усилие R будет увеличиваться до тех пор, пока давление сжатого воздуха р_воз не станет равным предельному значению, т. е. давлению в ресивере. Дальнейшее увеличение усилия R может быть достигнуто только повышением усилия на педали. Трение в усилителе и реакции клапанов, которые учитывались при описании работы усилителя, обусловливают его некоторую нечувствительность.

Рисунок 5 - Пневматический усилитель гидравлического привода

Пример расчета механического привода управления сцеплением:

Передаточное число рычажного механизма:

;

Передаточное число механического привода:

.

Общее передаточное число механизма включения:

Ход педали при выключении сцепления

мм,

где ход нажимного диска примем h=1,5 мм, зазор между рычажками и муфтой выключения - мм.

Усилие на педали, необходимое для полного выключения сцепления

Н.

где .

Усилие на педали для легковых автомобилей должно быть не более 150Н.