ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 10
Тема: Выполнение заданий по изучению устройства и работы привода сцеплений
Цель работы:
1. Изучить устройство, работу сцепления и его привода.
2. Изучить конструкцию и работу агрегатов трансмиссии.
Задания для самостоятельной работы
1. Выписать основные сведения о трансмиссии автомобиля заданной модели:
Модель автомобиля : КамАЗ 45144
Назначение, принцип действия и расположение сцепления. Сцепление КамАЗа предназначено для кратко временного разъединения двигателя с трансмиссией в момент переключения скоростей кпп или режимов раздатки КамАЗа , а также плавного трогания с места. Ведомый диск сцепления (рис. 1) имеет две фрикционные накладки 1, приклепанные к диску независимо одна от другой через пластинчатые пружины 3, и при помощи пальцев 10 соединен с пластиной 4 демпфера. Цилиндрические демпферные пружины расположены одновременно в окнах фланца ступицы, ведомого диска и пластины демпфера. При передаче крутящего момента от фрикционных накладок к ступице пружины сжимаются и обеспечивают плавную передачу крутящего момента от двигателя к трансмиссии. Поворот фрикционных накладок с дисками относительно ступицы ограничен упором пальцев в края U-образных вырезов, выполненных во фланце ступицы. Фрикционный гаситель колебаний ведомого диска состоит из двух фрикционных шайб, установленных с обеих сторон фланца ступицы, и регулировочных колец. Наружный диаметр фрикционной накладки ведомого диска равен 254 мм, внутренний 150 мм, толщин а накладки 3,5 мм. Размерность шлицев ступицы 5,4 х 28,5 х 35, число шлицев 10. Диск сцепления КамАЗаимеет фрикционные накладки и пружины, гасящие колебания. Привод выключения сцепления КамАЗ гидравлический.
Сцепление включается при помощи вилки, установленной на картере сцепления, которая перемещает муфту с упорным шариковым подшипником. Подшипник нажимает на головки регулировочных винтов рычагов выключения сцепления. Рычаги, проворачиваясь на осях, отводят нажимной диск и выключают сцепление. После снятия усилия с вилки оттяжные пружины отводят муфту с подшипником в исходное положение.
Рисунок 1 Сцепление КамАЗа
1 – палец оттяжного рычага; 2 – оттяжной рычаг; 3 – палец; 4 – ролик оттяжного рычага; 5 – вилка оттяжного рычага; 6 – упорный болт; 7 – оттяжная пружина муфты; 8 – муфта выключения сцепления; 9 – подшипник выключения сцепления; 10 – нажимная пружина; 11 – кожух сцепления; 12 – теплоизолирующая шайба; 13 – нижняя часть картера сцепления; 14 – маховик; 15 – ведомый диск; 16 – нажимной диск; 17 – передний подшипник первичного вала КПП; 18 – коленчатый вал; 19 – первичный вал КПП; 20 – игольчатый подшипник; картер сцепления;
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 190631.188.565.11.10.ЛР |
Рисунок 2. Гидропривод выключения сцепления :
1 - крышка; 2 - ось педали; 3 - вилка; 4 и 12 - оттяжные пружины; 5 - педаль выключения сцепления; 6 - муфта; 7 - пружина; 8 - шаровая опора; 9 - вилка выключения сцепления; 10 - гидравлический шланг; 11 - рабочий цилиндр; 13 и 18 - колпачки; 14 - клапан прокачки; 15 - манжета; 16 - поршень; 17 - толкатель; 79 - контргайка; 20 - ввертная часть толкателя; 21 - толкатель главного цилиндра; 22 - защитный колпак; 23 - н аружная манжета; 24 - поршень; 25 - возвратная пружина; 26 - штуцер; 27 - внутренняя манжета; 28 - шайба; 29 - компенсационное отверстие; 30 - перепускное отверстие; 31 - главный цилиндр сцепления; 32 - гидравлическая трубка; 33 - бачок; 34 - сетчатый фильтр.
Рисунок 3. Ведомый диск сцепления
1 - фрикционные накладки; 2 - заклепки; 3 - пружина ведомого диска; 4 - пластина демпфера;
5 - демпферная пружина; 6 - ступица; 7 - фрикционные кольца; 8 - регулировочные кольца;
9 - ведомый диск; 10 - упорный палец; 11 - балансировочный грузик;
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 190631.188.564.11.10.ЛР |
Преимущества таких трансмиссий состоят в высоком коэффициенте полезного действия (КПД), компактности и малой массе, надёжности в работе, относительной простоте в производстве и эксплуатации. Недостатком механической трансмиссии является ступенчатость изменения передаточных чисел, снижающая использование мощности двигателя. Большое время на переключение передач рычагом усложняет управление машиной. Тип межосевого дифференциала. Дифференциал - это механизм, позволяющий колесам автомобиля вращаться с разной относительно друг друга скоростью (это необходимо для качения шин без проскальзывания на поворотах).
2. Составить схему трансмиссии автомобиля заданной модели.
Рисунок 4. Схемат трансмисии КамАЗа.
3. Составить схему дифференциала, объяснить его назначение и принцип действия.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 190631.188.564.11.10.ЛР |
Рисунок 4. Схема дифференциала.
Контрольные вопросы.
1. Назначение трансмиссии. Типы трансмиссий.
Трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, а также для изменения крутящего момента в зависимости от текущих условий движения автомобиля. Составными частями трансмиссии являются коробка переключения передач, сцепление, карданная передача, главная передача, дифференциал и полуоси.
По способу передачи и трансформирования момента трансмиссии делятся: на механические, гидромеханические и электромеханические.
Механические трансмиссии - (простые и планетарные ) в коробках передач содержат лишь шестерёнчатые и фрикционные устройства. Преимущества их состоят в высоком коэффициенте полезного действия (КПД), компактности и малой массе, надёжности в работе, относительной простоте в производстве и эксплуатации. Недостатком механической трансмиссии является ступенчатость изменения передаточных чисел, снижающая использование мощности двигателя.
Гидромеханические трансмиссии имеют гидромеханическую коробку передач, в состав которой входят гидродинамический преобразователь момента (гидротрансформатор, комплексная гидропередача) и механический редуктор. Преимущества этих трансмиссий состоят в автоматическом изменении крутящего момента в зависимости от внешних сопротивлений, возможности автоматизации переключения передач и облегчении управления, фильтрации крутильных колебаний и снижении пиковых нагрузок, действующих на агрегаты трансмиссии и двигатель, и в повышении вследствие этого надёжности и долговечности поршневого двигателя и трансмиссии.
Электромеханическая трансмиссия состоит из электрического генератора, тягового электродвигателя (или нескольких), электрической системы управления, соединительных кабелей. Основным достоинством электромеханических трансмиссий, является обеспечение наиболее широкого диапазона автоматического изменения крутящего момента и силы тяги, а также отсутствие жёсткой кинематической связи между агрегатами электротрансмиссии , что позволяет создать различные компоновочные схемы.
2. Каково назначение сцепления?
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 190631.188.564.11.10.ЛР |
Очень важный момент – при резком торможении на включённой скорости, сцепление убережет трансмиссию от механической перегрузки и, как следствие, от дорогостоящего ремонта.
3. Дать схему фрикционного сцепления с описанием принципа работы.
Наибольшее распространение получили фрикционные сцепления (рис.1), у которых крутящий момент передается с маховика на ведомый диск сцепления силами трения, действующими на поверхностях соприкосновения этих узлов. Крутящий момент передается без его преобразования (Мведущий= Мведомый).
Кроме ведущих (корпус 1, нажимной диск 2, маховик 3) и ведомых (ведомый диск 4, ведомый вал) частей сцепления во фрикционном сцеплении имеется группа деталей, осуществляющих включение-выключение сцепления (выжимной подшипник 8, рычаги 7) а также группа деталей осуществляющих привод сцепления (педаль 10, пружина 11, тяга 12, вилка 9).
Рисунок 5. Схема фрикционного сцепления:
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 190631.188.564.11.10.ЛР |
4. Назначение упорного подшипника и работа однодискового сцепления.
Упорные подшипники имеют свое целевое предназначение. Очень часто их используют в колёсах автомобилей и центрифугах, также используют в шпинделях и червячных редукторах, и не только. Радиально упорный подшипник, широко применяют в разных промышленных сферах, таких как: машиностроении и автомобилестроении, химической промышленности ну и в станкостроении. Радиально-упорный подшипник качения имеет конструкцию, которая состоит из: кольца внутреннего и наружного, тел качения. Тела качения у этого вида подшипников, могут иметь две формы, форму шара или конического ролика.
Принципиальное устройство однодискового сцепления. Ведущий (нажимной) диск соединен с маховиком, а ведомый посажен на валу коробки передач. Между нажимным диском и кожухом сцепления (опорным диском) по окружности размещены пружины, зажимающие ведомый диск между нажимным диском и маховиком. В результате трения, возникающего между ними, крутящий момент передается от двигателя на ведущий вал коробки передач.
Сцепление управляется механизмом выключения. Выжимной подшипник перемещается с помощью вилки и тяги от педали . Подшипник нажимает на внутренние концы рычажков , а наружные отводят нажимной диск от ведомого, и сцепление выключается. Когда педаль отпускают, нажимной диск под действием пружин прижимает ведомый диск к маховику — сцепление включается. Плавность включения обеспечивается за счет начального проскальзывания дисков до момента полного прижатия одного к другому. Сцепление описанного типа называют сухим, постоянно замкнутым. Однодисковое сцепление трактора состоит из ведущих и ведомых частей и механизма выключения. В ведущую часть сцепления входят маховик двигателя и нажимной диск , а в ведомую — ведомый диск и вал трансмиссии.
5. Схема и принцип работы гидравлического привода.
Основная функция гидропривода, как и механической передачи, — преобразование механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки (преобразование вида движения выходного звена двигателя, его параметров, а также регулирование, защита от перегрузок и др.). Другая функция гидропривода — это передача мощности от приводного двигателя к рабочим органам машины (например, в одноковшовом экскаваторе — передача мощности от двигателя внутреннего сгорания к ковшу или к гидролиниям привода стрелы, к гидродвигателям поворота башни и т.д.).
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 190631.188.564.11.10.ЛР |
В общих чертах, передача мощности в гидроприводе происходит следующим образом:
Приводной двигатель передаёт вращающий момент на вал насоса, который сообщает энергию рабочей жидкости.
Рабочая жидкость по гидролиниям через регулирующую аппаратуру поступает в гидродвигатель, где гидравлическая энергия преобразуется в механическую.
После этого рабочая жидкость по гидролиниям возвращается либо в бак, либо непосредственно к насосу.
Рисунок 6. Схема гидравлического привода.
6. Принцип работы гасителя крутильных колебаний, детали и их назначение.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 190631.188.564.11.10.ЛР |
Постоянное уменьшение инерционной массы и облегчение конструкции современных автомобилей усиливают эти нежелательные эффекты. Сегодня каждый автомобиль требует адаптации, что привело к многообразию демпферов и конструкций.
Гаситель крутильных колебаний состоит из демпфера холостого хода, основного демпфера пружины и фрикционного устройства, фрикционные кольца, фрикционные диски, дисковая пружина и опорный диск.
7. Назначение и типы коробок передач.
Механическая коробка передач (сокращенное наименование – МКПП, обиходное название - механика) представляет собой многоступенчатый цилиндрический редуктор, в котором предусмотрено ручное переключение передач. В зависимости от числа ступеней различают четырехступенчатую, пятиступенчатую, шестиступенчатую, семиступенчатую и более коробки передач.
Роботизированная коробка передач (другое наименование – автоматизированная коробка передач, обиходное название - робот) представляет собой механическую коробку передач, в которой автоматизированы функции выключения сцепления и переключения передач. Современные роботы имеют двойное сцепление, которое обеспечивает передачу крутящего момента без разрыва потока мощности.
К бесступенчатым коробкам передач относится вариатор (обиходное название вариаторная коробка передач). В отличие от ступенчатых коробок, передаточное число в вариаторах изменяется плавно. Это достигается за счет гидравлического или механического преобразования крутящего момента.
Автоматическая коробка передач включает гидротрансформатор (заменяющий сцепление и обеспечивающий бесступенчатое регулирование крутящего момента) и механическую коробку передач (обычно планетарный редуктор). Современные автоматы имеют семь (7G-Tronic) и даже восемь ступеней передач.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 190631.188.564.11.10.ЛР |
8. Устройство и принцип действия синхронизатора.
Рисунок 7. Синхронизатор.
Действие синхронизатора состоит из двух этапов: при включении передачи муфта 9 через шарики 4 перемещает ползуны 2, которые своими торцами прижимают блокировочное кольцо 11 к конусу первичного вала или шестерни второй передачи. Вследствие трения, возникающего между конусами, блокировочное кольцо несколько поворачивается (в пределах зазора между прорезью кольца и ползуном) — завершается первый этап синхронизации. При дальнейшем движении муфты 2 скосы зубьев ее воздействуют на скосы блокировочного кольца, трение между конусами увеличивается, зубья муфты входят в зацепление с зубьями блокировочного кольца — завершается второй этап синхронизации, происходит полное выравнивание скоростей вращения включаемой Передачи и муфты 9. При дальнейшем перемещении зубья муфты плавно и без ударов входят в зацепление с зубьями венца первичного вала или шестерни второй передачи.
9. Делитель коробки передач КамАЗ.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 190631.188.564.11.10.ЛР |
Рисунок 8. Делитель коробки передач КамАЗ.
10. Смазка коробок передач
При смене масла нужно промыть коробку жидким минеральным маслом.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 190631.188.564.11.10.ЛР |
преждевременно изнашиваться или повреждаться его втулки и шейки скользящей вилки кардана. При заправке масла в коробку передач (а также и в картер заднего моста) не следует проворачивать шестерни, так как при этом будет налито масла, больше, чем требуется по метке, и оно потечет через сальники.
11. Карданная передача.
Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента между валами, расположенными под углом друг к другу. В автомобиле карданная передача применяется, как правило, втрансмиссии и рулевом управлении. Посредством карданной передачи могут соединяться следующие элементы трансмиссии: двигатель и коробка передач; коробка передач и раздаточная коробка; коробка передач и главная передача; раздаточная коробка и главная передача; дифференциал и ведущие колеса.
Основным элементом карданной передачи является карданный шарнир. В зависимости от конструкции шарнира различают следующие типы карданных передач: с шарниром неравных угловых скоростей, с шарниром равных угловых скоростей, с полукарданным упругим шарниром, с полукарданным жестким шарниром. Карданная передача с полукарданным жестким шарниром на автомобилях не применяется, т.к. не отвечает требованиям надежности и технологичности.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 190631.188.564.11.10.ЛР |
Рисунок 9. Карданная передача:
1 - вал привода промежуточного моста; 2 - мост промежуточный; 3 - вал привода заднего моста; 4 - мост задний
12. Главная передача.
Главная передача, может быть одинарной, состоящей из одной пары конических шестерен, и двойной, состоящей из одной пары конических и одной пары цилиндрических шестерен. Передаточные числа главных передач автомобия КамАЗ — 7,22, 6,53; 5,94; 5,43. Передаточные числа 7,22 и 6,53 предназначены для автомобилей в составе автопоезда и седельных тягачей, а передаточные числа 5,94 и 5,43 — для одиночных автомобилей.
Для достижения бесшумной и плавной работы применяют шестерни со спиральными зубьями. Вал малой конической шестерни установлен на двух конических и одном цилиндрическом подшипниках. Большая коническая шестерня закреплена на коробке дифференциала и вместе с ней установлена на двух конических подшипниках в картере заднего моста.
Для снижения центра тяжести, а следовательно, повышения устойчивости автомобиля необходимо карданный вал и ведущую шестерню главной передачи разместить как можно ниже. На КамАЗ применяют двойную главную передачу, у которой крутящий момент передается через две пары шестерен,— одну пару конических и одну пару цилиндрических ведущий вал вместе с малой конической шестерней приводит во вращение ведомую коническую шестерню, закрепленную на фланце промежуточного вала.
13. Дифференциалы (межосевые и межколесные).
Дифференциал, установленный в картере ведущего моста, называется межколесным. Он предназначен для распределения крутящего момента, подводимого от главной передачи, между правыми левым ведущими колесами и обеспечивает возможность вращения колес с разными частотами, что необходимо для предотвращения скольжения колес при движении автомобиля на поворотах и по неровностям дороги, когда колеса расположены с разных сторон автомобиля, проходят неравные пути.
На автомобиле КамАЗ в каждом ведущем мосту применен конический симметричный дифференциал. Это означает, что в дифференциале применены конические шестерни и на правое и левое колеса от него передаются одинаковые крутящие моменты.
На среднем ведущем мосту автомобиля КамАЗ установлен межосевой дифференциал. Он позволяет ведущим валам главных передач среднего и заднего мостов вращаться с разными частотами, а следовательно, и колеса этих мостов также могут вращаться с разными частотами. Межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ- 5320 конический, симметричный, блокируемый.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 190631.188.564.11.10.ЛР |
Когда дифференциал не сблокирован, он распределяет крутящий момент между главными передачами среднего и заднего ведущих мостов практически поровну. Дифференциальная связь обеспечивает более равномерное нагружение деталей привода к ведущим колесам, уменьшает износ шин, улучшает управляемость автомобиля. Однако, как уже было отмечено, в тяжелых условиях и на скользких дорогах она отрицательно сказывается на проходимости автомобиля. В этих условиях дифференциал блокируют, ведущие валы главных передач ведущих мостов жестко соединяются вращаются с одинаковыми частотами. При этом буксование ведущих колес уменьшается, а проходимость автомобиля улучшается.
14. Полуоси.
Полуось в КАМАЗ является неотъемлемой частью подвески, отвечающим за передачу крутящего момента. Такая передача может осуществляться в двух направлениях: от полуосевой шестерни дифференциала к ступице при нормальном движении, и в обратном порядке при торможении двигателем. Примечательно, что полуось в КАМАЗ является полностью разгруженной, т.е. на нее не действуют изгибающие моменты, что крайне важно с учетом немалой массы грузовика и далеко не идеальных условий его эксплуатации. Реализовано данное решение посредством свободной установки полуоси внутри моста, в то время как ступица колеса опирается на мост через два подшипника, которые и принимают на себя все возникающие в процессе движения силы.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 190631.188.564.11.10.ЛР |
Лабораторная работа защищена “____” _______________2014 г.
Преподаватель _____________________________