Определение основных параметров сцепления
К основным размерам и параметрам сцепления относятся: наружный и внутренний диаметры фрикционных накладок ведомых дисков; число ведомых дисков; коэффициент запаса сцепления; нажимное усилие пружин; расчетный коэффициент трения; число и жесткость нажимных пружин; удельная нагрузка на фрикционные накладки.
Указанные параметры должны соответствовать требованиям соответствующих ГОСТов, в которых указаны наружные диаметры ведомых дисков сцепления, частота вращения и крутящие моменты двигателей, оговорены типы, основные параметры, размеры, технические требования и методы испытаний фрикционных накладок.
Габаритные размеры сцепления выбирают из обеспечения условия полной передачи через сцепление максимального крутящегося момента двигателя.
В качестве расчетного момента сцепления принимается статический момент трения сцепления, определяемый по формуле:
, (3.1)
где 
– максимальный крутящий момент двигателя; 
– коэффициент запаса сцепления.
Значение коэффициента запаса сцепления выбирается с учетом неизбежного уменьшения коэффициента трения накладок в процессе эксплуатации, усадки нажимных пружин, наличия регулировки нажимного усилия, числа ведомых дисков. С другой стороны, пиковые нагрузки в трансмиссии, независимо от их происхождения, должны ограничиваться пробуксовыванием сцепления. По этой причине коэффициент запаса сцепления не должен превышать определенного значения.
|
|
|
Как правило, в выполненных конструкциях – = 1,2 ÷ 2,5.
Момент 
, передаваемый сцеплением, создается в результате взаимодействия фрикционных накладок ведомого диска с нажимным диском и маховиком.
Выделив на поверхности ведомого диска элементарную площадку 
, найдем элементарную силу трения:
, (3.2)
и элементарный момент:
, (3.3)
где 
– коэффициент трения; 
– давление между поверхностями трения.
Давление между поверхностями трения можно определить как отношение суммарного нажимного усилия пружин к площади ведомого диска:
. (3.4)
Момент трения всей накладки можно определить как:
. (3.5)
Подставив в полученное выражение величину 
, получим:
, (3.6)
где 
– средний радиус приложения результирующей касательной силы трения (средний радиус ведомого диска).
С достаточной точностью можно считать, что
. (3.7)
Момент, передаваемый сцеплением, у которого
пар трения, можно определить по формуле:
|
|
|
. (3.8)
Таким образом, коэффициент запаса сцепления оценивает возможность сцепления передавать максимальный крутящий момент двигателя, а величина давления между поверхностями трения – надежность сцепления в отношении износостойкости. Однако оценивает износостойкость лишь косвенно.
Рабочий процесс сцепления
Сцепление представляет собой теплообъемное устройство, преобразующее в теплоту часть мощности при включении. Выделяющаяся теплота вызывает повышение температуры поверхностей трения, которое влияет на коэффициент трения и скорость изнашивания. Причем нагрев, а, следовательно, и износостойкость фрикционных элементов обусловлены не только работой буксования, но и массой деталей, воспринимающих выделенную теплоту.
Рабочий процесс сцепления при трогании автомобиля с места приведен на рисунке.
Точка 
соответствует началу движения, когда момент , передаваемый сцеплением, становится равным приведенному моменту сопротивления движения 
. В зависимости от отношения момента двигателя и момента трения сцепления угловая скорость коленчатого вала 
вначале возрастает до точки 
, а затем падает до точки 
, что соответствует прекращению буксования.
|
|
|
Время трогания автомобиля с места, в течении которого становится равной угловой скорости 
ведомого вала сцепления, называется временем буксования 
. Момент трения сцепления в период включения сцепления 
возрастает приблизительно пропорционально времени его включения:
, (3.9)
где 
– коэффициент нарастания момента (темп включения сцепления).
Для анализа и расчета работы буксования сцепления в процессе трогания автомобиля обычно рассматривают эквивалентную двухмассовую модель автомобиля.
Движение масс этой системы можно описать системой дифференциальных уравнений:
; (3.10)
, (3.11)
где 
– момент инерции вращающихся деталей двигателя и сцепления.
Момент инерции автомобиля, приведенного к валу сцепления, определяется по формуле:
. (3.12)
Приведенный момент сопротивления движению рассчитывается по формуле:
. (3.13)
Если принять, что дорога твердая, горизонтальная с небольшим сопротивлением качению ( = 0). Тогда работу буксования в процессе включения сцепления можно определить как
|
|
|
, (3.14)
где 
– элементарный угол буксования сцепления, соответствующий элементарному времени буксования 
.
Если выразить элементарный угол буксования через угловую скорость, получим
, (3.15)
и тогда
. (3.16)
Сложность решения этих уравнений относительно и заключается в том, что моменты 
, и являются переменными величинами и, как правило, нелинейны. Так, крутящий момент двигателя зависит от частоты вращения; момент трения сцепления – от темпа включения, коэффициента трения, температуры нагрева поверхностей трения.
Поэтому работу буксования обычно рассматривают при следующих допущениях:
1. 
момент сопротивления движению – величина постоянная ( = const);
2. угловая скорость коленчатого вала двигателя в процессе включения также постоянна ( = const);
3. крутящий момент двигателя, равный передаваемому сцеплением моменту, растет пропорционально времени ( = = 
).
Интеграл в формуле (3.16) соответствует площади, заключенной между осью ординат и линиями и . При принятых допущениях после интегрирования можно получить зависимости изменения и от времени.
Для ведущих элементов (уравнение (3.10)):
, (3.17)
и тогда
, (3.18)
отсюда
. (3.19)
Для ведомых элементов (уравнение (3.11)):
, (3.20)
тогда
, (3.21)
откуда
. (3.22)
Процесс буксования заканчивается, когда = ; приравняв, получим
, (3.23)
и тогда
. (3.24)
Как видно из формулы (3.24), работа буксования резко возрастает, если трогание начинается при высоких 
и на высших передачах в коробке передач.
Работа буксования, подсчитанная по формуле (3.24) является минимально возможной, не зависящей от плавности включения, и пригодна для сопоставления работы различных сцеплений. Оценку износостойкости проводят по величине удельной работы буксования, т.е. по работе буксования, отнесенной к площади трения ведомых дисков.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1421; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!