Переоборудование и тюнинг автотранспортных средств (стр. 3 )

Рычаги выключения сцепления. Шарнирная связь их с опорами в нажимном диске и в кожухе сцепления может быть обеспечена установкой рычагов на игольчатых подшипниках, при этом потери на трение при управлении сцеплением минимальны.

При выключении сцепления, когда рычаги из наклонного положения перемещаются в горизонтальное, расстояние между опорами рычага меняется. Для обеспечения кинематического согласования перемещений рычага вилка, в которой размещен игольчатый подшипник опоры, связанной с кожухом сцепления, опирается на кожух сцепления через регулировочную гайку со сферической поверхностью и, таким образом, позволяет опоре рычага перемещаться по дуге.

Ведомый диск сцепления. Ступица, диск с фрикционными накладками и гаситель крутильных колебаний – элементы ведомого диска, который центрируется по ступице и подвергается статической балансировке. Для предохранения диска от коробления при нагреве в нем выполняются радиальные прорези. Диск должен обладать упругостью, чтобы обеспечить плавность включения сцепления.

Фрикционные накладки. К накладкам предъявляется ряд требований: высокий коэффициент трения, мало изменяющийся от температуры, давления, скорости буксования; высокие износоустойчивость и прочность; плавное, пропорциональное нажимному усилию нарастание силы трения; достаточная термостойкость и теплопроводность.

До последнего времени для фрикционных сцеплений в основном применялись асбофрикционные накладки, в состав которых входят асбест, наполнители, связующие. В настоящее время все большее распространение получают фрикционные накладки без асбеста или с минимальным его содержанием.

Кожух сцепления. Кожух изготовляют из малоуглеродистой стали методом глубокой вытяжки. Центрирующим элементом являются штифты, болты или центрирующий бортик на маховике. Для отвода теплоты от нагретых деталей кожух имеет окна, которые обеспечивают необходимую вентиляцию. Иногда для обеспечения направленной циркуляции воздуха в картере сцепления устанавливают направляющие элементы, выполненные из тонкого стального листа.

Для определения максимального момента, передаваемого сцеплением, пользуются уравнением:

МС = Мкmax β = Рпр μ Rср i, (3.1)

Наружные D и внутренние d диаметры ведомых дисков, исходя из которых выбирают Rср, задаются ГОСТом.

Цилиндрическая нажимная пружина. Число пружин в сцеплении с периферийными цилиндрическими пружинами должно быть кратным числу рычагов выключения. Усилие одной пружины:

Р'пр = fпр G d4п / (8 np. в D3в) , (3.2)

где fпр – деформация;

G – модуль сдвига для стали (8…9) · МПа;

dп – диаметр проволоки;

np. в – число рабочих витков [полное число витков nп. в = np. в + (1,2…2);

Dв – средний диаметр витка.

В значительной степени эксплуатационные качества сцепления определяются жесткостью пружины:

спр = Р'пр / fпр = G d4п / (8 np. в D3в) , (3.3)

Напряжение цилиндрической пружины:

τпр = 8 Р'пр Dв / (π d3п) , [τ] = 700…900 МПа. (3.4)

Расчеты других нажимных пружин (двойной цилиндрической, конической, диафрагменной), фрикционных дисков, пружин гасителя крутильных колебаний, рычагов выключения сцепления и других элементов сцепления см. учебник.

Контрольные вопросы

1. Сравнить диаметры ведомых дисков одно и двухдискового сцеплений, рассчитанных на передачу одинаковых моментов при одинаковом давлении на диски.

2. Для какой цели опорные вилки рычагов выключения сцепления имеют шарнирную связь с кожухом сцепления?

3. Сравнить усилия выключения сцеплений с центральной конической пружиной и с периферийными пружинами, если сила нажатия на ведомый диск одинакова.

4. Почему число рычагов выключения всегда кратно числу периферийных пружин?

5. Какое назначение имеют пружины гасителя крутильных колебаний?

4. Практическая работа №4 (2 часа)

Ступенчатые, бесступенчатые, фрикционные передачи. Расчет нагрузок в коробке передач

Теоретическая часть

Ступенчатые коробки передач могут быть двухвальными, трехвальными и многовальными.

Двухвальные коробки передач. Такие коробки применяют для переднеприводных и заднеприводных (с задним расположением двигателя) автомобилей. Конструктивно их совмещают в одном блоке с двигателем, сцеплением, главной передачей и дифференциалом.

При поперечном расположении коробки передач применяется цилиндрическая главная передача. Шестерня главной передачи, выполненная за одно целое с ведомым валом коробки передач, расположен консольно.

Трехвальные коробки передач. При числе ступеней обычно не более шести управление коробкой может осуществляться при помощи одного рычага. Отличительной особенностью трехвальной коробки передач является наличие прямой передачи, на которой автомобиль движется большую часть общего пробега. На прямой передаче трехвальная коробка имеет более высокий КПД, чем двухвальная, работает менее шумно, так как в этом случае имеют место только гидравлические потери. На остальных передачах трехвальной коробки в зацеплении находятся две пары зубчатых колес, в то время как у двухвальной – одна. Это определяет более низкий КПД, но позволяет иметь на низшей передаче передаточное число иКП1 = 9. Для дальнейшего увеличения передаточного числа требуется применение многовальных коробок.

Многовальные коробки передач. Многовальные коробки передач применяются при большом числе передач и представляют собой четырех-…шестиступенчатую трехвальную коробку передач со встроенным или совмещенным редуктором. Редуктор может быть повышающим или понижающим. Повышающий редуктор (мультипликатор или делитель) устанавливают перед коробкой передач, он имеет назначение уменьшить разрыв между передаточными числами соседних передач (уплотнить ряд), незначительно увеличивая диапазон передач. Понижающий редуктор (демультипликатор) размещают за коробкой передач.

Бесступенчатые передачи. При создании коробки передач должна быть решена задача обеспечения максимальной тяговой силы и минимального расхода топлива при заданных дорожных условиях. Тяговые мощность Nт и сила Рт связаны между собой прямой зависимостью:

Nт = Рт v / 1000 (4.1)

Максимальное значение тяговой силы для заданной скорости движения может быть получено при работе двигателя на режиме максимальной мощности:

Рт max = 1000 Nemax ηтр / v , (4.2)

где Nemax – максимальная мошность на коленчатом валу двигателя;

Рт – тяговая сила на колесах;

v - скорость автомобиля;

ηтр – КПД трансмиссии.

Фрикционные передачи. Такие передачи (часто их называют вариаторами) различают по характеру фрикционной связи между ведущими и ведомыми элементами: с гибкой связью и с непосредственным контактом. Обязательным условием работы фрикционной бесступенчатой передачи является такой коэффициент трения μ в контакте фрикционных элементов, который превышает удельную касательную силу:

μ > ко, (4.3)

где ко – отношение касательной силы в контакте к нормальной.

Общим для всех бесступенчатых фрикционных передач является отсутствие внутренней автоматичности изменения передаточного числа (саморегулирования), поэтому в таких передачах необходим специальный регулятор, реагирующий на нагрузку и скорость движения. Кроме того, необходим механизм трогания (сцепления) и механизм реверса для обеспечения движения задним ходом.

В контакте фрикционных элементов, в той или иной степени, имеет место относительное скольжение, что отражается на КПД передачи.

Нагрузки в коробке передач. Для трехвальной коробки передач при включении одной передачи на зубья пары постоянного зацепления привода промежуточного вала действуют следующие силы:

окружная Рп. з = Мк max / rw п. з ; (4.4)

осевая (при косозубых колесах) Рхп. з = Рп. з tgβ ; (4.5)

радиальная РRп. з = Рп. з tgαw / cosβ ; (4.6)

нормальная Рn п. з = Рп. з / (cosαw cosβ) . (4.7)

Здесь αw – угол профиля зуба; β – угол наклона зубьев; rw п. з – радиус делительной окружности шестерни ведущего вала.

Контрольные вопросы

1. Почему на грузовых автомобилях не применяются двухвальные ступенчатые коробки передач?

2. Каково должно быть направление скоса зубьев на шестернях промежуточного вала коробки передач для уравновешивания осевых сил?

3. Дать сравнительный анализ раздаточных коробок с межосевым дифференциалом и без него.

4. Дать сравнительную оценку бесступенчатых передач различных типов.

5. Чем объяснить сравнительно малое распространение дисковых синхронизаторов?

5. Практическая работа №5 (2 часа)

Упругая характеристика подвесок. Кинематические схемы. Расчет

нагрузок в элементах подвесок

Теоретическая часть

Для удовлетворения требованиям плавности хода подвеска должна обеспечивать определенный закон изменения вертикальной реакции на колесо Rz в зависимости от прогиба – эта зависимость называется упругой характеристикой подвески.

При изменении полезной нагрузки автомобиля от минимума до максимума нагрузка от подрессоренной части, определяющая fст, меняется на передней подвеске на 10…30%, на задней подвеске легковых автомобилей на 45…60%, грузовых на 250…400%, автобусов на 200…250%. Для сохранения оптимальной частоты собственных колебаний кузова при переменной нагрузке необходимо поддерживать постоянство статического прогиба подвески, изменяя ее жесткость.

Существуют различные способы обеспечения постоянства статического прогиба. Например, регулирование давления воздуха в пневматической подвеске или применение дополнительных упругих элементов, включающихся в работу при увеличении нагрузки.

Кинематические схемы. От схемы подвески зависит компоновка автомобиля, параметры плавности хода, устойчивости и управляемости, массы автомобиля и др.

Зависимая и однорычажная независимая подвеска отличаются тем, что вертикальное перемещение колеса сопровождается изменением угла λ, что вызывает гироскопический эффект, возбуждающий колебания колеса относительно шкворня.

Рычажно-телескопическая подвеска передних колес легковых автомобилей – качающая свеча, обеспечивает незначительные изменения колеи, развала и схождения колес, при этом замедляется изнашивание шин, улучшается устойчивость автомобиля.

Нагрузки в элементах подвески.