Определение силы сжатия дисков

 

Диски (маховик, ведомый, нажимной) должны быть сжаты силой Рн для создания между ними момента трения Мсц. Этот момент должен превышать максимальный момент двигателя, чтобы избежать пробуксовки дисков. В то же время величина момента трения Мсц должна быть ограничена с целью предотвращения перегрузки трансмиссии. При чрезмерном росте закручивающего момента в трансмиссии (например, экстренное торможение без отсоединения двигателя от трансмиссии) диски в сцеплении должны пробуксовать, предотвращая перегрузку.

Таким образом, момент трения между дисками Мсц превышает максимальный крутящий момент двигателя Мe max на величину определяемую коэффициентом запаса сцепления β = Мсц/ Мe max.

β = 1,2…1,25 – для легковых автомобилей;

β = 1,5…1,8 – для грузовых автомобилей и автобусов;

β = 2,0…2,5 – для автомобилей повышенной проходимости.

Сила нажатия пружин на диски (сила сжатия дисков) Рн рассчитывается по формуле:

, (37)

где Мe max – берется из тягового расчета курсового проекта, Н·м, μ – коэффициент трения между накладками ведомого диска и ведущими дисками ≈ 0,3; z – число пар трения в сцеплении ( у однодискового – 2, у двухдискового – 4); Rср – средний радиус фрикционной накладки, м:

. (38)

Рассчитанная по формуле (37) сила Рн обеспечит необходимый момент трения между дисками, однако, эта же сила может при малой площади накладки создать высокое давление и выдавить из накладок смолу, которая склеит диски. Кроме того, малая площадь накладок во время трогания автомобиля с места приведет к высокой удельной работе буксования на поверхности накладок и вызовет в итоге их повышенный износ.

Чтобы избежать указанных выше недостатков, после расчета силы Рн производятся проверочные расчеты по давлению и удельной работе буксования.

Максимальное рабочее давление на поверхность накладки q определяется по формуле:

, (39)

где Sн – фактическая рабочая площадь одной накладки с учетом отверстий под заклепки, м2:

; (40)

[q] – предельно допускаемое давление, 0,2…0,25 МПа.

Если расчетное давление превышает допускаемое, необходимо увеличивать площадь накладки Sн, в первую очередь, уменьшая внутренний диаметр накладки.

Удельная работа буксования (МДж/м2):

(41)

где ∑ – суммарная (с обеих сторон ведомых дисков) площадь рабочих поверхностей накладок, м2; [Ауд] – предельно допускаемая удельная работа буксования (см. Таблицу 5);

А – полная работа буксования сцепления при трогании автомобиля с места, МДж:

, (42)

где Me max – максимальный момент двигателя (см. тяговый расчет и Рис. 2), Нм; ωн – угловая скорость коленчатого вала начала трогания с места, рад/с, определяется для бензиновых двигателей по формуле: , для дизельных - . В формулах ωМ и ωN – угловые скорости коленчатого вала при максимальном моменте двигателя, и максимальной мощности (см. тяговый расчет) соответственно, рад/с; в – коэффициент, равный: 1,23 – для бензиновых, 0,72 – дизельных двигателей; Jа - момент инерции автомобиля, приведенный к ведущему валу коробки передач, кг·м2 (определяется применительно к первой передаче для легковых автомобилей и ко второй – для грузовых):

, (43)

где mа – полная масса автомобиля, кг; rк – радиус качения колеса (см. п. 7, стр. 9), м; δ – коэффициент учета вращающихся масс ≈ 1,05; iк, iрк, i0 – передаточные числа коробки передач, раздаточной коробки, главной передачи соответственно; Mс – момент сопротивления движению при трогании автомобиля с места, приведенный к ведущему валу коробки передач, Нм:

, (44)

где g – ускорение свободного падения 9,81м/с2; f – коэффициент сопротивления качению по горизонтальному асфальту, 0,015; η – КПД трансмиссии (см. п. 8, стр. 9).

 

Таблица 5