Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. курсовые работы > автомобили
Название:
Проектирование сцепления легкового автомобиля УАЗ

Тип: Курсовые работы
Категория: Тех. курсовые работы
Подкатегория: автомобили

Цена:
0 руб



Подробное описание:

Оглавление
Введение. 5
1.Исходные данные к расчету проектируемого узла 10
2.Обзор и анализ конструкций сцеплений современных легковых автомобилей. 11
2.1 Общие данные 11
2.2 Сцепление автомобиля УАЗ – 3160 16
2.3 Сдвоенное сцепление от 7-ступечатой коробки передач (DSG) фирмы Volkswagen 18
2.4 Self Adjusting Clutch (саморегулирующееся сцепление) фирмы Luk 20
2.5 Диафрагменное сцепление с гидравлическим приводом фирмы Skoda 24
2.6 Порошковое сцепление фирмы Combinorm 26
3. Выбор и расчет основных размеров и параметров узла 28
3.1 Расчет показателей работоспособности узла. 30
3.2 Расчет удельной нагрузки на фрикционные накладки сцепления 30
3.3 Расчет сцепления на удельную работу буксования и нагрев. 31
3.4 Повышение средней температуры нажимного диска при трогании автомобиля с места. 35
3.5. Расчет деталей сцепления на прочность 36
4.Регулировка и техническое обслуживание узла 37
4.1 Нормативные рекомендации по техническому обслуживанию 37
4.2 Регулировка привода выключения сцепления 38
Заключение 40
Литература 41

Введение.
Сцепление – это механизм трансмиссии, передающий крутящий момент двигателя и позволяющий кратковременно отсоединять двигатель от трансмиссии и вновь плавно их соединять.
Конструкция сцепления должна обеспечивать ряд требований:
- надежная передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии;
- обеспечение плавного включения;
- полное выключение, т.е. полное отсоединение ведомых деталей от ведущих;
- надежная работа при нагреве, особенно интенсивном в процессе переключения передач в тяжелых условиях эксплуатации, высокая износостойкость пар трения;
- обеспечение возможности снижения динамических нагрузок в трансмиссии, особенно при резком включении сцепления, минимальные массы и момент инерции ведомых элементов сцепления;
- возможность применения приводов, снижающих усилия водителя при включении и выключении сцепления;
- гашение высокочастотных колебаний, вызываемых работой двигателя.
По характеру работы различают постоянно замкнутые или постоянно разомкнутые сцепления. Большинство сцеплений постоянно замкнутые, т.е. постоянно включенные.

По характеру связи между ведущими и ведомыми элементами различают:
фрикционные сцепления, передающие крутящий момент во включенном состоянии за счет сил трения; гидравлические (гидромуфты), в которых используется кинетическая энергия жидкости (рисунок 1.1, а);
электромагнитные, работающие на основе магнитного взаимодействия ведущих и ведомых элементов (рисунок 1.2, б), в том числе порошковые, в которых используется сила трения, возникающая при движении порошка железа (ферронаполнителя) в магнитном поле.
По числу ведомых дисков фрикционные сцепления могут быть
однодисковыми;
двухдисковыми (рисунок 1.2);
многодисковыми (с числом ведомых дисков три и более).
Многодисковые сцепления применяются редко в случае необходимости передачи очень большого крутящего момента на большегрузных автомобилях.

По состоянию поверхностей трения различают:
сухое сцепление, у которого для создания сил трения используется сухое трение между ведущими и ведомыми дисками;
мокрое сцепление, когда для создания сил трения используются ведущие и ведомые диски, работающие в жидкости.


На автомобилях различных марок чаще всего используется сухие одно- и двухдисковые сцепления. В планетарных коробках передач в качестве блокировочных фрикционов или тормозных фрикционов используют многодисковые мокрые сцепления.

По способу создания нажимного усилия различают:
центробежные сцепления, в которых прижатие ведущих и ведомых дисков осуществляется за счет центробежных сил (рисунок 1.3, а);
сцепления с центральной пружиной, в которых прижатие ведущих и ведомых дисков осуществляется одной или несколькими винтовыми пружинами, расположенными концентрично относительно оси вращения сцепления (рисунок 1.3, б);
сцепления с мембранной пружиной, в которых прижатие ведомых и ведущих дисков осуществляется посредством тарельчатой пружины специальной формы (рисунок 1.3, в);
сцепления с периферийными пружинами, в которых прижатие ведомых и ведущих дисков осуществляется посредством цилиндрических пружин, расположенных по периферии (см. рисунок 1.2).



Центробежные сцепления устанавливались ранее на некоторых зарубежных грузовых автомобилях и ряде отечественных автомобилей. Сцепление с центральной цилиндрической пружиной использовалось в автомобилях марки «Татра». Сцепление с центральной конической пружиной используется на грузовых автомобилях. Сцепление с мембранной пружиной применяется на легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой грузоподъемности.
По типу привода различают: сцепления с механическим и гидравлическим приводами. Механический привод содержит только механические элементы. В гидравлическом приводе усилие передается с помощью гидросистемы.
По наличию и типу усилителя привода различают:
сцепления с пружинным усилителем (сервопружиной);
с пневматическим усилителем, работающим с использованием энергии сжатого воздуха;
с вакуумным усилителем, работающим с использованием энергии разрежения, возникающего во впускном трубопроводе двигателя;
с гидравлическим усилителем, работающим с использованием энергии жидкости, находящейся под давлением.


1.Исходные данные к расчету проектируемого узла

Сцепление проектируется для автомобиля, техническая характеристика которого представлена в таблице 1. В качестве прототипа использовался автомобиль УАЗ - 3160.
Таблица 1.
№ Наименование параметра
Обозначение Значение Размерность
1 Тип автомобиля - легковой -
2 Колесная формула - 4х4 -
3 Полная масса ma 2870 кг
4 Масса приходящаяся на переднюю и заднюю ось mпер
m зад 1200
1670 кг
кг
5 Тип двигателя - бензиновый -
6 Максимальная мощность Ре max 94,1 кВт
7 Максимальный крутящий момент двигателя
Ме max
217,6

8 Обороты при
- максимальной мощности
- максим. крутящ. моменте
np

4400
2000 - 2500
об/мин
об/мин
9 Передаточные числа коробки передач U1
U2 4,12
2,60 -
-
10 Передаточное число главной передачи
Uo
5,38
-
11 Радиус колеса Ro 0,415(225/75R16) м


2. Обзор и анализ конструкций сцеплений современных легковых автомобилей.
2.1 Общие данные

На первых тяговых и транспортных машинах применялись фрикционные сцепления с барабанной и конусной формой трущихся поверхностей, но с началом массового производства они были вытеснены дис¬ковыми фрикционными сцеплениями, у которых в настоящее время и в обозримом буду¬щем нет конкурентов. Поэтому в дальнейшем рассматриваются только фрикционные сцепления с этой формой пар трения. Среди них наибольшее распро¬странение имеют однодисковые фрикционные сцепления.
В нажимных устройствах фрикционные сцепления для создания силы Рнж, могут использоваться различные способы. Однако механический способ остается наиболее распространенным бла-годаря простоте и надежности.
В зависимости от конструкции механических нажимных уст¬ройств, обусловливающей состояние фрикционных сцеплений в большую часть време¬ни, они подразделяются на постоянно и непостоянно замкнутые. Непостоянно замкнутые фрикционные сцепления, обычно рычажного типа, применяются на тракторах, экскаваторах и строительно-дорожных маши¬нах. Механизмы включения этих сцеплений бывают жесткими и с ком¬пенсационными пружинами, которые позволяют практически избежать снижения силы Рн при изнашивании накладок. Поэтому в дальнейшем нами рассматриваются только постоянно замкнутые фрикционные сцепления, как наиболее распространенные.
При использовании в нажимном устройстве пружин и грузов первоначальное усилие Рн создается обычными пружинами, а до¬полнительное— центробежной силой грузов, установленных на рычагах выключения. Такая схема нажимного устройства имеет существенные недостатки: большое усилие, требуемое для вы¬ключения фрикционного сцепления при высоких частотах вращения коленчатого вала двигателя; появление большого момента трения при высоких скоростях и, как следствие, потеря способности снижать динамические нагрузки в трансмиссии. Вследствие этого приме¬нение подобных фрикционных сцеплений весьма ограничено.
Наибольшее распространение в нажимных устройствах фрикционных сцеплений получили чисто пружинные механизмы, как с периферийным, так и с центральным расположением пружин.
Основные элементы фрикционного сцепления показаны на рис. 2.1. Оно включает следующие узлы: 1 -вилка подшипника выключения сцепления; 2 -муфта подшипника выключения сцепления; 3 -подшипник вы¬ключения сцепления; 4 -кожух нажимного диска; 5 -на¬жимной диск; 6 -нижняя часть картера сцепления; 7 -маховик коленчатого вала; 8 -ведомый диск; 9 -нажимная пружина; 10 -передний подшипник первичного вала коробки передач; 11 -коленчатый вал; 12 -первичный вал коробки передач; 13 -гаситель крутильных колебаний; 14 -картер сцепления. При необхо¬димости в привод встраивается усили¬тель, помогающий водителю управ¬лять сцеплением. Сжатие трущихся поверхностей осуществляется нажимными пружина¬ми. Зазор  в приводе (на рис. 2.1.1 между подшипником 3 и нажимной пружиной 9) необходим для полного включения сцепления и должен поддерживаться в определенных пределах. Если кон¬струкция привода не обеспечивает га-рантированного зазора, вследствие из¬нашивания трущихся поверхностей он уменьшается, а восстанавливается со¬ответствующей регулировкой. Выклю¬чение сцепления происходит следую-щим образом. При нажатии на педаль через систему рычагов и тяг переме¬щается выжимной подшипник 3 и выбирается зазор . Затем подшипник воздействует на дифрагменную пружину и нажимной диск отходит вправо. При этом между ве¬домым диском 8, маховиком 7 и на¬жимным диском 5 образуются зазоры, что приводит к выключению сцеп¬ления.

 

Рис.2.1.1 Схема сцепления
Сцепление должно обеспечивать: передачу максимального крутящего момента двигателя без пробуксовки при полностью включенном сцеплении; чистое выключение, необходимое для полного отключения двигателя от трансмиссии; плавность включения для уменьшения динамических нагрузок в трансмиссии и для плавного трогания автомобиля с места; минималь¬ный момент инерции ведомой части сцепления для уменьшения динамиче¬ских нагрузок в зубчатых зацеплениях коробки передач и скорости изнашива¬ния синхронизаторов при переключе¬нии передач; постоянство момента тре¬ния во включенном состоянии; эффективный отвод теплоты при буксовании; гашение высокочастотных колебаний, действующих на трансмиссию, в основ¬ном, со стороны двигателя; высокую долговечность и технологичность изго¬товления; малые габариты (длина).
Конструкции сцеплений отличают¬ся большим разнообразием (см.рис.2.1.2). По форме трущихся поверхностей они могут быть дисковыми, колодочными или конус¬ными; по способу создания нажимного усилия — механическими, гидравличе¬скими, пневматическими, электрически¬ми; по состоянию трущихся поверхно¬стей — сухими или смазываемыми; по характеру работы — постоянно за¬мкнутыми или разомкнутыми. На ав¬томобилях в подавляющем большинст¬ве случаев применяют сухие дисковые постоянно замкнутые сцепления с пру¬жинным нажимным устройством и га¬сителем в ведомом диске. Эти сцепле¬ния просты по конструкции и долго¬вечны.
В свою очередь сухие фрикционные сцепления подразделяются по ряду признаков: по способу действия — на неавтоматические и автоматические. В настоящее время обычно применяют неавтоматические сцепления. Автома¬тические сцепления установлены на некоторых моделях легковых зарубеж¬ных и отечественных автомобилей. Ав¬томатическим может быть само сцеп¬ление (центробежное) по принципу его работы или система управления, обеспечивающая работу неавтомати¬ческого сцепления (обычно фрикцион¬ного или электромагнитного) по задан¬ному алгоритму без вмешательства во¬дителя.
По числу ведомых дисков — на од¬но- и двухдисковые. Однодисковые сцепления используют на легковых и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности. Двухдисковые сцепления устанавливают на автомо¬билях большой грузоподъемности.
По расположению нажимных пру¬жин — на периферийные и централь¬ные. По периферии устанавливают ряд цилиндрических пружин, а централь¬но — одну коническую, цилиндричес¬кую или тарельчатую. Последние по¬лучили распространение в сцеплениях легковых автомобилей, остальные ти¬пы применяют в сцеплениях грузовых автомобилей и автобусов.
По типу привода — на сцепления с механическим и гидравлическим при¬водом без усилителя и с усилителем. Усилители выполняют механически¬ми, гидравлическими, пневматически¬ми или вакуумными.

Рис.2.1.2 Классификация фрикционных сцеплений

2.2 Сцепление автомобиля УАЗ – 3160
Сцепление автомобиля УАЗ – 3160 состоит из следующих элементов:

Рис.2.2.1 Сцепление УАЗ-3160
1 - Пластина демпфера; 2 - Палец упорный ведомого диска сцепления; 3 - Шайба регулировочная демпфера диска сцеплении; 4 - Шайба фрикционная демпфера диска сцепления; 5 - Накладка фрикционная диска сцепления; 6 - Накладка фрикционная диска сцепления; 7,8 - Болт М8х30; 9 - Шайба 8Т пружинная; 10 - Диск сцепления ведомый в сборе; 11 - Пружина демпфера диска сцепления; 12 - Ступица ведомою диска; 13 - Заклепка 4x6 специальная; 14 - Диск сцепления ведомый; 15 - Пластина пружинная; 16 - Заклепка 4x5 специальная, пустотелая; 17 - Грузик балансировочный; 18,19 - Грузик балансировочный; 20,21 - Грузик балансировочный; 22 - Заклепка 4x7 специальная, пустотелая; 23 - Диск сцепления нажимной с кожухом в сборе.


Рис.2.2.2 Сцепление УАЗ-3160
24 - Шайба 10,5; 25 - Болт Ml0x85; 26 - Болт М 10x110; 27 - Шпилька Ml2x32; 28 - Болт Ml Ох1x32; 29 - Гайка М10; 30 -Штифт 13x18; 31 - Болт М 10x55; 32 - Болт Ml0x30; 33 - Болт Ml Ох 100; 34 -Усилитель картера сцепления; 35 - Диск сцепления нажимной; 36 - Диск сцепления ведомый 37 - Диск сцепления ведомый; 38 - Болт М8х30; 39 - опора вилки подшипника; 40 - шайба 10пружинная; 41 - шайба 10ОТ пружинная.

2.3 Сдвоенное сцепление от 7-ступечатой коробки передач (DSG) фирмы Volkswagen

Она предназначена для двигателей с крутящим моментом до 250 Нм, установленных в автомобилях Polo, Golf, Passat и Touran.
Преимущества данной конструкции:
Снижение расхода топлива по отношению не только автоматических передач, но и механических с одним сцеплением;
Снижение выбросов ОГ;
Переключение передач без разрыва потока мощности;
В сдвоенном сцеплении работают два независимых друг от друга сухих сцепления. Каждое из них передаёт кру¬тящий момент на соответствующий делительный механизм. Существует два возможных положения сцеплений:
• При неработающем двигателе и в режиме холостого хода оба сцепления разомкнуты.
• В режиме движения замкнуты диски только одного из сцеплений.

Сцепление 1:
Для приведения сцепления в действие рычаг выключения сцепления А прижимает выжимной подшипник к диафрагменной пружине. Благодаря наличию нескольких точек опоры усилие прижима преобразуется в силовое перемещение.
За счёт этого нажимной диск прижимается к диску сцепления и к ведущему диску. Таким образом осуществляется передача крутящего момента на первичный вал 1.

 

Сцепление 2:
При приведении в действие рычага выключения сцепления Б выжимной подшипник перемещается, преодолевая усилие диафрагменной пружины.
Поскольку диафрагменная пружина опирается на корпус сцепления, нажимной диск прижимается к ведущему диску и обеспечивает передачу крутящего момента на первичный вал 2.

1 - Нажимной диск; 2 - Ведущий диск; 3 - Диафрагменная пружина; 4 - Выжимной подшипник; 5 - Рычаг выключения сцепления; 6 - Ведомый диск сцепления; 7 - Точка опоры.

2.4 Self Adjusting Clutch (саморегулирующееся сцеп¬ление) фирмы Luk

Преимущества данной конструкции:
•более низкие усилия выжима, неизменные в течение всего срока службы
• высокая комфортабель¬ность в течение всего срока службы
• большая долго¬вечность
• излишний ход выжимного подшипника ограни¬чивается упором диафрагменной пружины
• нет необходимости в сервосистемах (грузовые автомобили)
• более простые системы выжима
• малый ход педали сцепления
• постоянное усилие на педаль, не¬зависимо от мощности двигателя
• возможность уменьшение диаметра сцепления

Принцип функционирования
В сцеплении, оборудованном системой компен¬сации износа, распознается увеличение усилия выключения, обусловленное износом, и произ¬водится целенаправленная компенсация умень-шения толщины накладок. На рис. 2.4.1 схематично изображен принцип функционирования. Сущест¬венным отличием от обычного сцепления явля¬ется установка основной диафрагменной пружи¬ны не жестко на кожухе (на заклепках), а через так называемую сенсорную дисковую пружину. Эта сенсорная пружина имеет достаточно широ¬кий диапазон с почти константным усилием, в отличие от весьма дегрессивной основной диа¬фрагменной пружины.
Горизонтальный диапазон сенсорной пружины ус¬танавливается немного выше необходимого уси-лия выключения. Пока усилие выключения мень¬ше, чем удерживающее усилие сенсорной пружи-ны, вращающаяся опора основной диафрагмен¬ной пружины при выключении остается в прежней позиции. Если в результате износа накладок уси¬лие выключения увеличивается, сила реакции сенсорной пружины превышается и поворотная опора смещается в сторону маховика, а именно настолько, чтобы усилие выключения уменьши¬лось до усилия сенсорной пружины. Между пово-ротной опорой и кожухом после смещения сен¬сорной пружины возникает зазор, который может компенсироваться, например, клином.

Рис.2.4.1 Принцип функционирования саморегулирующегося сцепления SAC

Силовой сенсор, оборудованный клиновой сис¬темой компенсации толщины, может быть вы-полнен достаточно элегантно и просто. На рис. 2 показана такая конструкция. По сравнению с традиционным сцеплением в нее добавлены лишь сенсорная пружина (5) и ступенча¬тое кольцо (2, 3). Сенсорная пружина своей внешней частью устанавливается в кожухе и вместе с язычками образует опору для основной диафрагменной пружины.

Клинья, являющиеся собственно регулировочными элементами, в связи с наличием центробежных сил, имеют не радиальную конструкцию, как в вышеописанном примере, а расположены по окружности. 12 сту¬пеней пластикового кольца соответствуют ответ¬ным ступеням в кожухе сцепления. Пластиковое кольцо (ступенчатое кольцо) подпружинивается тремя маленькими нажимными пружинами по окружности, чтобы при смещении сенсорной дисковой пружины клинья могли заполнять появ¬ляющийся зазор между опорой диафрагменной пружины и кожухом.

На рисунке показана диаграмма усилия выклю¬чения обычного сцепления с новыми и изношен-ными фрикционными накладками. Кроме этого усилие выключения саморегулирующегося сцеп-ления (SAC) намного ниже. Его характеристика практически не изменяется в течение всего сро¬ка службы.
Еще одним преимуществом является больший резерв износа, который зависит не от длины ха-рактеристики диафрагменной пружины, как это имеет место в традиционных сцеплениях, а от высоты ступеней и может быть увеличен прибли¬зительно на 4 мм в небольших и примерно до 10 мм в очень больших сцеплениях. Тем самым сделан решающий шаг в направлении увеличе¬ния срока службы сцепления.

2.5 Диафрагменное сцепление с гидравлическим приводом фирмы Skoda

При такой конструкции из привода ис¬ключается рычаг выключения сцепления и отдельный подшипник выключения сцеп¬ления с опорной втулкой.
В гидроприводе сцепления используется тормозная жидкость, гидропривод соеди¬нен с бачком тормозной жидкости.
Рабочий цилиндр и направляющая втулка прочно соединены друг с другом. Поршень подшипника выключения сцепления дви¬жется в рабочем цилиндре и направля¬ющей втулке в осевом направлении. Два сальника, расположенные один за другим на поршне, герметизируют рабочий ци¬линдр, отделяя его полость от подшипника выключения сцепления и направляющей втулки.
Шарики, находящиеся в сепараторе и поддерживающие наружную обойму, дви¬жутся по внутренней обойме подшипника выключения сцепления, прочно соединен¬ной с поршнем.
Под действием пружины наружная обойма постоянно прижимается к диафрагменной пружине сцепления и вращается вместе с ней. Втулка, прочно соединенная с внут¬ренней обоймой, защищает подшипник выключения сцепления.
Тормозная жидкость подается в рабочий цилиндр через специальный канал. При на¬жатии педали сцепления главный цилиндр оказывает на педаль сцепления давление. Поступающая под давлением тормозная жидкость перемещает по оси подшипник выключения сцепления по направлению от рабочего цилиндра к сцеплению, и, таким образом, сцепление включается.

Рис. 2.5 Сцепление с гидравлическим приводом
1 - Нажимной диск; 2 – Маховик; 3 - Фрикционные накладки ведомого диска сцепления; 4 - Диафрагменная пружина; 5 - Тормозная жидкость; 6 -Направляющая втулка; 7 - Картер сцепления; 8 - Рабочий цилиндр; 9 – Сальник; 10 – Пружина; 11 – Поршень; 12 - Внутренняя обойма подшипника выключения сцепления; 13 - Наружная обойма подшипника выключения; 14 – Втулка.


2.6 Порошковое сцепление фирмы Combinorm

На автомобилях малого класса отдельных производителей автомобилей может применяться порошковое сцепление (рис. 2.6.1).


Рис. 2.6.1 Электромагнитное порошковое сцепление:
А, Б, В – зазоры; 1 – маховик; 2 – неподвижный корпус; 3 – обмотка возбуждения; 4 – ведомый диск

Ведущим элементом сцепления является маховик 1 с закрепленными на нем магнитопроводами с обмотками возбуждения 3. Ведомый диск 4 закреплен на ведущем валу коробки передачи. Меж¬ду магнитопроводами и ведомым диском имеется воздушный зазор А, в который вво¬дится специальный фрикционный поро¬шок, обладающий высокими магнитными свойствами. При отсутствии тока в обмот¬ках возбуждения между ведущими и ведо¬мыми элементами сцепления силовой связи нет – сцепление выключено. Если к обмоткам возбуждения подводится электрический ток, то за счет образова¬ния магнитного поля, частицы порошка выстраиваются по силовым линиям маг¬нитного поля, и создается силовое взаи¬модействие между ведущими и ведомыми элементами сцепления. Силовая связь зависит от силы тока, поступающего в об¬мотку возбуждения.

Рис. 2.6.2 Cцепление фирмы Combinorm
Основное достоинст¬во такой конструкции заключается в том, что управление сцеплением можно пере¬нести с педали сцепления на ручной, кно¬почный вариант управления, что актуально для водителей с ограниченными физическими возможностями.

3. Выбор и расчет основных размеров и параметров узла

Основными параметрами являются: наружный D и внутренний d диаметры фрикционных накладок ведомых дисков.
Коэффициент запаса сцепления β – это отношение статического момента трения сцепления к моменту двигателя: β=M_c/M_emax
Значение β выбирают с учетом неизбежного износа фрикционных накладок и уменьшения силы трения и коэффициента трения, усадки пружин и т. д. Суммарное уменьшение b составляет около 23 … 30%. Для легковых автомобилей β равно 1,2 … 1,75.
Основные размеры и параметры сцепления: наружный D и внутренний d диаметры фрикционных накладок ве¬домых дисков; число ведомых дисков zд; коэффициент запаса сцепления β; нажимное усилие пружин F_н расчет¬ный коэффициент трения μ; число zп и жесткость сп нажимных пружин; удель¬ная нагрузка q на фрикционные на¬кладки.
При проектировании сцепления в первую очередь выбирают по ГОСТ 12238—76 число ведомых дисков и размеры фрикционных накладок (на¬ружный, внутренний диаметры и толщину) в зависимости от макси¬мального момента двигателя M_emax.
В соответствии с рекомендациями выбираем коэффициент запаса сцепления β = 1,5.
μ – коэффициент трения , μ = 0,25.
z – число поверхностей трения z = 2 , т.к. сцепление однодисковое;
Отношение наружного и внутреннего диаметров фрикционных накладок . Принимаем .
Находим момент сцепления:
(1)

 

Определяем внешний радиус накладки сцепления:

По ГОСТ 12238-76 выбираем накладки:
Наружный диаметр: D = 300 мм;
Внутренний диаметр: определяется по формуле , тогда d=0,58∙300=174 мм;
Принимаем внутренний диаметр d = 165 мм и толщину накладок δ = 4 мм.


3.1 Расчет показателей работоспособности узла.
Расчет показателей нагруженности сцепления включает следующие основные расчеты:
1) Расчет удельной нагрузки на фрикционные накладки сцепления;
2) Расчет удельной работы буксования;
3) Расчет повышения температуры при трогании автомобиля с места;
4) Расчет деталей сцепления на прочность.

3.2 Расчет удельной нагрузки на фрикционные накладки сцепления
Коэффициент трения накладок зави¬сит от ряда факторов: материала фрикционных накладок, состояния их по-верхностей, относительной скорости скольжения, удельной нагрузки, темпе¬ратуры. Его определяют по вырезан¬ным из накладок образцам размером 22x27 мм на лабораторной машине трения при строгом соблюдении условий: материал контртела — СЧ 15, средний радиус трения — 100 мм, ок-ружная скорость образцов по средней линии — 7,0...7,5 м/с, температура — (110±10)°С, удельная нагрузка — (0,27±0,02) МПа. Определенный при этих условиях коэффициент трения со¬ставляет в среднем 0,30...0,50 в реаль¬ных условиях эксплуатации сцеплений он несколько ниже. Для расчетов при¬нимают μ=0,25
Определяем нажимное усилие:
(2)
где средний радиус трения (3)
Проводим проверку по удельному давлению на фрикционную накладку :
МПа (4)
По рекомендациям значение q не должно превышать 0,3 МПа, и для легковых автомобилей находится в интервале 0,18...0,23 МПа.
Проводим проверку фрикционной накладки на износостойкость:
(5)
Окончательно принимаем: - наружный диаметр ,
- внутренний диаметр d = 165 мм,
-толщина накладок δ=4 мм.
Ход нажимного диска должен обес¬печивать полное выключение сцепле¬ния. Зазор между поверхностями тре¬ния принимают для однодисковых сцеп¬лений 0,75...1 мм. Таким образом, ход нажимного диска у однодисковых сцеп¬лений составляет 1,5...2 мм.

3.3 Расчет сцепления на удельную работу буксования и нагрев.

Удельная работа буксования:
(6)
где - работа буксования;
; (7)
где I_a  момент инерции автомобиля, приведённый к ведущему валу коробки передач;
ω_0  угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя;
M_emax  максимальный крутящий момент двигателя;
 момент сопротивления движению при трогании, приведённый к ведущему валу коробки передач;

- площадь поверхности трения;
(8)
где Ан – площадь накладки ;
z – число поверхностей трения (z = 2);
Момент сопротивления движению автомобиля, приведенный к первичному валу коробки передач определяется по формуле:
(9)
Приведенный момент инерции автомобиля
(10)
где δ – коэффициент учета вращающихся масс автомобиля
δ = 1,03...1,05;
Принимаем δ = 1,05;
Частота вращения маховика двигателя во время включения сцепления остается постоянной и для бензиновых двигателей равна:
(11)
где φ_м  скорость вращения коленчатого вала, соответствующая максимальному моменту двигателя, определяется по формуле

Проверку на удельную работу буксования и нагрев проводим для трех режимов:
Трогание на первой передаче при ψ = 0,02
Трогание на первой передаче при ψ = 0,16
Трогание на второй передаче при ψ = 0,02
где ψ  коэффициент сопротивления дороги;
U_тр  передаточное число трансмиссии;
η_тр  коэффициент полезного действия трансмиссии;
Передаточное число трансмиссии определяется по формуле

U_тр=U_кп∙U_гл, (12)
где U_гл  передаточное число главной передачи;
U_кп1  передаточное число коробки передач на первой передаче;
U_гл=5,38 (по технической характеристике автомобиля).
U_кп1=4,12 (по технической характеристике автомобиля).
U_кп2=2,6 (по технической характеристике автомобиля).

Для трех случаев рассчитываем момент сопротивления по формуле (9):



Приведенный момент инерции автомобиля рассчитываем по формуле (10)
При трогании на первой передачи:

При трогании на второй передачи:

Работа буксования определяется по формуле (7)
Тогда момент сопротивления движению при трогании с первой передачи, приведённый к ведущему валу коробки передач при ψ=0,02 будет равен:

Момент сопротивления движению при трогании с первой передачи, приведённый к ведущему валу коробки передач при ψ=0,16 будет равен:

Момент сопротивления движению при трогании со второй передачи, приведённый к ведущему валу коробки передач при ψ=0,02 будет равен:


Площадь поверхности трения определяется по формуле (8)

Удельная работа буксования определяется по формуле (6)



По рекомендации удельная работа буксования должна быть менее . Это условие соблюдается.


3.4 Повышение средней температуры нажимного диска при трогании автомобиля с места.

(13)
где γ – доля теплоты, воспринимаемой нажимным диском, для однодискового сцепления γ=0,5; С – удельная теплоемкость чугуна
(С = 481,5 Дж/(кг•°C).
Массу диска определяем из чертежа:
(14)
где

Повышение средней температуры диска при трогании автомобиля определяется по формуле (13) :
При трогании с первой передачи, ψ=0,02 :

При трогании с первой передачи, ψ=0,16:

При трогании со второй передачи, ψ=0,02:

По рекомендации не должно превышать 150С. Это условие выполняется при трогании с первой передачи, когда ψ=0,02 и , ψ=0,16. При трогании со второй передачи, когда , ψ=0,02 условие не выполняется, возможен в последующем перегрев.
3.5. Расчет деталей сцепления на прочность

В данном сцеплении ступица ведомого диска крепится на валу при помощи шлицевого прямобочного соединения. Прямобочные соединения рассчитываются по ГОСТ 21425-75. Расчет представляет собой проверку условия работоспособности при расчете на смятие σ <[σсм].
Номинальные давления σ определяются по окружной силе Ft., приходящейся на один зуб.
F_t=T/(0.5∙d_ср∙z), (15)
где d_ср- средний диаметр шлиц, мм;
z- число шлиц, принимаем z=8.
F_t=(217,6)/(0.5∙37∙〖10〗^(-3)∙8)=1470 Н.


При площади рабочей поверхности одного зуба hl получим
σ= F_t/(h∙l), (16)

σ= 1470/(7∙34∙〖10〗^(-6) )=6,17 МПа


Допускаемое напряжение из расчета на смятие [σ_см]=7 МПа.

σ ≤[σсм] –условие выполняется для данного шлицевого соединения

 



Регулировка и техническое обслуживание узла
4.1 Нормативные рекомендации по техническому обслуживанию
Для предупреждения неисправностей и повышения срока службы автомобиля он подвергается планово-предупредительному техническому обслуживанию, которое включает в себя смазку, проверку и регулировку узлов автомобиля через определенный пробег.
Периодичность технического обслуживания и наименование работ применительно для сцепления приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Стандартные операции технического обслуживания
№ п/п Наименование работ Периодичность, тыс. км
каждые 10 каждые 20
1 Проверить герметичностьгидравлического привода сцепления, состояние шлангов, трубок и соединений +
2 Проверить уровень тормозной жидкости +
3 Проверить наличие посторонних стуков и шумов сцепления +
4 Проверить свободный ход педали сцепления +
5 Подтянуть крепление сцеплени, его узлов и деталей +

При контроле и затяжке креплений использовать рекомендации таблице 2.

Таблица 2 – моменты затяжки резьбовых соединений
Деталь Резьба Момент затяжки, Н•м (кгс•м)
минимальный максимальный
Болт крепления сцепления М 8 19,1 (1,95) 30,9 (3,15)
Гайка болта педали сцепления М 12×1,25 12,7 (1,3) 20,6 (2,1)
Гайка крепления главного цилиндра
сцепления М 8 9,8 (1,0) 15,7 (1,6)

Гидропривод выключения сцепления заполняют тормозной жидкостью в количестве 0,18 литров. Контроль уровня тормозной жидкости в бачке приводапроводят по нижней кромке наливной горловины.
4.2 Регулировка привода выключения сцепления
В приводе выключения сцепления выполняются следующие регулировки:
устанавливается зазор 0,1-0,5 мм между толкателем и поршнем главного цилиндра (см. рис. 4.2). Этот зазор, необходимый для полного выключения сцепления, регулируется ограничителем 14 педали сцепления. Зазор определяется свободным ходом педали, равным 0,4-2,0 мм;

свободный ход толкателя вилки выключения сцепления, равный 4-5 мм, регулируется гайкой 5 (рис. 4.2), которая фиксируется контргайкой 6. Величина свободного хода толкателя контролируется специальным шаблоном.
После выполнения указанных регулировок свободный ход педали сцепления до начала выключения сцепления должен составлять 25-35 мм.

Заключение

Целью данной курсовой работы было изучение и расчеты сцепления с диафрагменной пружиной для легкового автомобиля массой 2870 кг с исходными данными в задании курсовой работы и в технической характеристике автомобиля УАЗ-3160. В ходе работы я сделал обзор и анализ схем и конструкций сцеплений легковых автомобилей, провел обоснование принятой конструкции узла, описание проектируемого сцепления. Также выбрал основные параметры и провел расчеты сцепления на буксование и нагрев. (см. таблицу 3)
Таблица 3 -Показатели нагруженности сцепления

Удельная работа буксования трогание на 1 передаче (ψ=0,02) ω1

трогание на 1 передаче (ψ=0,16) ω2

трогание на 2 передаче (ψ=0,02) ω3

Повышении температуры нажимного диска за одно включение трогание на 1 передаче (ψ=0,02) ∆t1 7,58 0C
трогание на 1 передаче (ψ=0,16) ∆t2 11,78 0C
трогание на 2 передаче (ψ=0,02) ∆t3 19,71 0C

В результате расчетов получили значения, которые соответствуют заданным стандартами и находятся в рекомендуемых пределах.

Литература

1. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчёт. Трансмиссия / А.И.Гришкевич, В.А.Вавуло, А.В.Карпов и др.; Под ред. А.И.Гришкевича.  Мн.: Выш. Шк., 1985.  240 с., ил.
2. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчёта: Учебник для студентов вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство».  М.: Машиностроение, 1989.  304 с.: ил.
3. Автомобили: Теория: Учебник для вузов. Мн.: Выш. шк., 1986.208 с.: ил.
4. Вводный курс: Техника сцепления автомобиля фирмы Luk. –Москва, 2004.-38с: ил.
5. Автомобильный справочник Bosch: Пер. с англ. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004. — 992 с: ил.
6. Программа самообучения Volkswagen 390 “7-ступечатой коробки передач со сдвоенным сцеплениеи ”: учебное пособие. – Москва: Volkswagen.ru, 2008. - 83c.
7. “Техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей”: учеб. пособие / Е. Л. Савич, М. М. Болбас, В.К. Ярошевич – Мн.: ”Вышэйшая школа”, 2001. – 479с.: ил.

 

 




Комментарий:

Курсовая работа - отлично!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы