Особенности устройства сцепления с тарельчатой нажимной пружиной

В настоящее время в конструкциях сцеплений все чаще применяются тарельчатые нажимные пружины. Они обеспечивают более стабильное нажимное усилие на поверхностях трения сцепления при изменении величины износа фрикционных накладок по сравнению с периферийными цилиндрическими пружинами. При выключении сцепления нажимное усилие тарельчатой пружины меньше, чем цилиндрической. Следовательно, уменьшается усилие и на педали управления сцеплением.

Необходимо отметить также, что упругие свойства тарельчатой пружины не зависят от частоты вращения коленчатого вала двигателя, т. е. сцепления с тарельчатыми нажимными пружинами можно применять у высокооборотных двигателей.

Рассмотрим некоторые конструктивные особенности однодисковых постоянно замкнутых сцеплений с тарельчатой нажимной пружиной.

На рисунке, а представлено сцепление с прямой установкой разрезной тарельчатой нажимной пружины, причем возможны два варианта конструкции ведомого фрикционного диска 6 (в верхней части сечения показан диск с гасителем крутильных колебаний, а в нижний — без гасителя).

В данной конструкции сцепления применена прямая установка пружины 2, заключающаяся в том, что по наружному диаметру пружина упирается в нажимной диск 2, а по внутреннему диаметру неразрезной части — в кожух 3 сцепления. Выключение сцепления обеспечивается перемещением выжимного подшипника 4 в сторону маховика 5 двигателя. В результате разрезная тарельчатая пружина работает как двуплечий рычаг, который поворачивается относительно точки его крепления с кожухом. При этом лепестки пружины перемещаются в сторону маховика двигателя, а ее периферийная часть по наружному диаметру — в противоположную сторону. В результате нажимной диск 1 освобождается, что и приводит к выключению сцепления.

В современных конструкциях,сцеплений отвод нажимного диска осуществляется за счет упругости тангенциальных пластин, связывающих нажимной диск с кожухом. Во включенном сцеплении упругие тангенциальные пластины вследствие перемещения нажимного диска в сторону маховика двигателя деформируются. При перемещении периферийной части пружины от маховика двигателя нажимной диск освобождается и тангенциальные пластины за счет сил упругости принудительно отводят его от ведомого диска, что и обеспечивает чистоту выключения сцепления.

Рис. Сцепление с разрезной тарельчатой пружиной:
а — с прямой установкой пружины; б — с обратной установкой пружины; 1 — нажимной диск; 2 — разрезная тарельчатая пружина; 3 — кожух; 4 — выжимной подшипник; 5 — маховик двигателя; 6 — ведомый фрикционный диск

В более ранних конструкциях отвод нажимного диска при выключении сцепления выполнялся специальными пластинчатыми пружинами, один конец которых приклепывался к нажимному диску, а другой заводился за неразрезную часть разрезной тарельчатой пружины по наружному диаметру.

Способ крепления разрезной тарельчатой пружины к кожуху сцепления существенно влияет на величину отвода нажимного диска в процессе эксплуатации.

В последнее время намечается тенденция к применению сцеплений с так называемой обратной установкой разрезной тарельчатой пружины 2 (рис. б). По наружному диаметру она упирается в кожух 3 сцепления, а по внутренней неразрезной части — в нажимной диск 7. Особенностью такой конструкции является постоянный контакт выжимного подшипника 4 с лепестками пружины. Свободный ход педали управления таким сцеплением обеспечивается конструкцией привода управления.

При воздействии на педаль управления сцепления выжимной подшипник перемещается в направлении от маховика 5 двигателя. При этом пружина вместе с выжимным подшипником отходит от нажимного диска, который за счет сил упругости тангенциальных пластин, связывающих его с кожухом сцепления, перемещается от маховика двигателя, что и обеспечивает выключение сцепления.

Конструкция сцепления с обратной установкой разрезной тарельчатой пружины имеет ряд серьезных преимуществ по сравнению со сцеплением с прямой установкой аналогичной пружины:

• на 35…40 % меньше усилие на педали управления
• меньше осевой габаритный размер
• меньше масса и выше жесткость кожуха
• лучше охлаждение деталей, так как кожух сцепления более открытый

Сцепления с тарельчатой нажимной пружиной включают в себя значительно меньше деталей по сравнению со сцеплениями с периферийными нажимными пружинами.

Широкое применение сцеплений с тарельчатой нажимной пружиной на большегрузных ТС до последнего времени сдерживалось сложностью изготовления тарельчатой пружины при увеличении ее толщины.

Для безударного переключения передач в коробке передач ведомый диск должен иметь малый момент инерции, что достигается уменьшением его наружного диаметра. Однако чтобы при этом сцепление могло передать большой вращающий момент, необходимо увеличивать число поверхностей трения, т. е. вместо однодисковых использовать двух- или многодисковые сцепления. Многодисковым называется такое сцепление, в котором число ведомых дисков более двух. Такие сцепления обеспечивают большую плавность включения, так как при их включении за счет постепенной передачи момента трения от одного диска к другому продолжительность уравнивания числа оборотов ведомых и ведущих частей сцепления возрастает, вследствие чего увеличивается и плавность включения сцепления.

Важным требованием к механизму сцепления является чистота его выключения, т. е. полное разобщение ведущих и ведомых дисков. Если это требование не выполняется, то и после того, как педаль сцепления выжата, ведущий вал коробки передач получает вращение от маховика (сцепление «ведет»), вследствие чего переключение передач становится затрудненным и сопровождается характерным шумом.

Двухдисковые и особенно многодисковые сцепления обладают худшей чистотой выключения, и их иногда снабжают специальными пружинами и упорами, обеспечивающими разобщение дисков при выключении сцепления, т. е. чистоту его выключения.