Сцепление

(51) 04 15/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ упругую стенку охватывает ведомый механизм,выполненный из ступицы с фланцем, окнами с пружинами,двух подвижных дисков,охватывающих фланец с окнами и пружинами с обеих торцевых сторон, причем один из подвижных дисков жестко связан с первичным валом коробки передач,посредством ведомого диска. Подпружиненный центральный поршень и подвижный стержень выполнены разного диаметра,и находятся в контакте с наполнителем, а эксцентричный плунжер выполнен с контактом своих торцов с наполнителем и атмосферой, либо подпружиненный центральный поршень и подвижный стержень выполнены без непосредственного контакта с наполнителем, но при этом подпружиненный центральный поршень образует с корпусом сцепления дополнительную полость, сообщенную с атмосферой и постоянно находится в контакте с плунжерами. Давление в наполнителе замкнутой полости задается давлением жидкости из системы смазки двигателя внутреннего сгорания через отверстие,выполненное в коленчатом валу через подпружиненный центральный поршень, либо через поршень и плунжеры.(57) Изобретение относится к автомобилестроению,в частности, к механизму трансмиссии автомобиля сцеплению, передающему крутящий момент от коленчатого вала двигателя к коробке передач. Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции механизмов сцепления и его привода, увеличение работоспособности и надежности и снижение трудоемкости работы водителя. Устройством для достижения указанной цели является сцепление, у которого корпус сцепления,выполненный с наружной цилиндрической упругой стенкой, жестко связан с маховиком, имеет замкнутую полость, заполненную наполнителем,подпружиненный центральный поршень и подвижный стержень, постоянно контактирующий с поршнем и, через радиальный палец, с муфтой выключения,кроме этого,цилиндрическую Предлагаемое изобретение относится к автомобилестроению, в частности, к механизму трансмиссии автомобиля сцеплению,передающему крутящий момент от коленчатого вала двигателя к коробке передач и предохраняющему механизмы трансмиссии от динамических нагрузок,возникающих в процессе работы автомобиля. Известны различные типы сцепления фрикционные, гидравлические и электромагнитные,все они являются постоянно замкнутыми, т.е. постоянно включаемыми и выключаемыми водителем при переключении передач, торможении и остановке автомобиля. Наибольшее применение на автомобилях получили фрикционные сцепления - однодисковые,двухдисковые и многодисковые, у которых в качестве трущихся поверхностей используются фрикционные накладки. Они состоят из ведущих деталей - маховик двигателя, кожух и нажимной диск ведомых деталей - ведомый диск с гасителем крутильных колебаний, пружины включения и рычаги выключения, и муфты с выжимным подшипником Гидравлические сцепления, или гидромуфты, в качестве отдельного механизма трансмиссии на современных автомобилях не применяются. Ранее они использовались совместно с последовательно установленным фрикционным сцеплением. Электромагнитные сцепления широкого распространения не получили в связи со сложностью их конструкции (Вахламов В.К. Автомобили Конструкция и элементы расчета учебник для студ. высш. учебн. заведений. - М. Издательский центр Академия, 2006.-480 с.). В качестве привода управления сцеплением использует механический, гидравлический либо пневматический приводы,которые требуют специальных пневматических или гидравлических устройств и сложную систему тяг и рычагов. Общим недостатком всех сцепления является сложность конструкции,постоянный износ фрикционных накладок на ведомом диске и,следовательно,необходимость постоянного проведения ремонтных работ по их замене,необходимость создания дополнительных усилительных механизмов,обеспечивающих снижение затрачиваемой работы водителем на управление сцеплением,а также наличие специальных пневматических и гидравлических устройств и сложную систему тяг и рычагов управления. В устройстве, принятом за прототип, широко известны сухие дисковые сцепления. Они обеспечивают плавное трогание автомобиля с места,кратковременное отключение вала двигателя от трансмиссии при переключении передач, а также надежную передачу крутящего момента от двигателя к трансмиссии. Передача крутящего момента через сцепление обеспечивается силой трения между дисками. Плавность включения достигается изменением усилия прижатия дисков сцепления за счет их проскальзывания. Сцепление состоит из механизма сцепления и его привода. 2 Конструкция сцепления включает маховик, с жестко закрепленным на нм кожухом прижимной диск, закрепленный с кожухом через рычаги и нажимные пружины ведомый диск, установленный на шлицах первичного вала коробки передач муфту выключения сцепления с упорным подшипником и приводом управления сцеплением (Вахламов В.К. Автомобили Конструкция и элементы расчета учебник для студ. высш. учебн. заведений. - М. Издательский центр Академия, 2006.-480 с.). Ведомый диск с гасителем крутильных колебаний этого сцепления выполнен с фрикционными накладками и при помощи цилиндрических пружин соединен со ступицей. Ступица установлена на шлицах первичного вала коробки передач. Цилиндрические пружины установлены с предварительным сжатием и центрируются в ступице и ведомом диске в совмещенных и расположенных по окружности окнах охватывающими дисками,которые жестко закреплены к ведомому диску и подвижны относительно ступицы. Ведомый диск может поворачиваться в обе стороны относительно ступицы на определенный угол, сжимая при этом пружины. Недостатком сцеплений автомобилей является сложность конструкции быстрый выход из строя фрикционных накладок,использование специальных гидравлических, пневматических и вакуумных усилителей для снижения трудоемкости работы водителя, затрачиваемой на управление сцеплением, высокая температура нагрева трущихся частей сцепления, трудоемкость проведения ремонтных работ, по замене фрикционных накладок ведомого диска и т.д. Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции механизмов сцепления и его привода, увеличение работоспособности и надежности и снижение трудоемкости работы водителя. Технический результат для получения указанной цели достигается тем, что корпус сцепления,выполненный с наружной цилиндрической упругой стенкой, жестко связан с маховиком, имеет замкнутую полость, заполненную наполнителем,подпружиненный центральный поршень и подвижный стержень, постоянно контактирующий с поршнем и, через радиальный палец, с муфтой выключения,кроме этого,цилиндрическую упругую стенку охватывает ведомый механизм,выполненный из ступицы с фланцем, окнами с пружинами,двух подвижных дисков,охватывающих фланец с окнами и пружинами с обеих торцевых сторон, причем один из подвижных дисков жестко связан с первичным валом коробки передач,посредством ведомого диска. Подпружиненный центральный и подвижный стержень выполнены разного диаметра, и находятся в контакте с наполнителем, а эксцентричный плунжер выполнен с контактом своих торцов с наполнителем и атмосферой. Давление в наполнителе замкнутой полости задается давлением жидкости из системы смазки двигателя внутреннего сгорания через отверстие, выполненное в коленчатом валу через подпружиненный центральный поршень, либо через поршень и плунжеры. На фиг.1 представлен общий вид конструкции сцепления для легковых автомобилей на фиг.2 представлен разрез конструкции сцепления по сечению А-А на фиг.3 представлен вариант конструкции сцепления для автомобилей большой грузоподъемности. Предлагаемое устройство сцепление содержит маховик 1, жестко закрепленный с коленчатым валом 2 и корпусом сцепления 3, первичный вал коробки передач 4, ведомый механизм 5, а также муфту выключения сцепления 6, перемещающееся по неподвижной цилиндрической втулке 7 коробки передач. Корпус сцепления 3, являющийся ведущим звеном, имеет замкнутую полость 8 с упругой цилиндрической поверхностью,заполненную наполнителем, например, графитом, кроме этого корпус сцепления имеет эксцентричное отверстие с плунжерам 9 и два концентрических отверстия, в одном из которых находится подпружиненный центральный поршень 10, а в другом подвижный стержень 11. Подпружиненный центральный поршень 10 и подвижный стержень 11 находятся в постоянном контакте с наполнителем замкнутой полости 8. Подпружиненный центральный поршень 10 имеет диаметр несколько больше диаметра подвижного стержня 11, что обеспечивает при выключении сцепления падение давления наполнителя в замкнутой полости. Эксцентричный плунжер 9 одним концом контактирует с наполнителем 8, а другим концом с атмосферой. При падении давления в замкнутой полости ниже атмосферного эксцентричный плунжер смещается в полость 8 и не дает падению давления в наполнителе ниже нуля. Изменением диаметра центрального плунжера можно регулировать усилие на педали сцепления. Центральный поршень 10 и подвижный стержень 11, под действием пружины 12, постоянно контактирует с радиальным пальцем 13, проходящим через радиальный паз 14 первичного вала коробки передач 4. Радиальный палец находится в контакте с муфтой выключения сцепления 6. Ведомый механизм 5, выполняющий функции гасителя крутильных колебаний, состоит из ступицы 15, двух дисков 16 и ведомого диска 17. Ступица 15 имеет центральное отверстие, которое охватывает упругую цилиндрическую поверхность корпуса сцепления и фланец с окнами. В окна вставлены пружины. Диски 16 подвижно зажимают фланец с окнами и пружинами и соединены между собой болтами с тарельчатыми пружинами. Ведомый диск 17 имеет центральное отверстие со шлицами,посредством которого он связан с первичным валом коробки передач и заклепки, которыми он постоянно связан с одним из дисков 16. Цилиндрическое отверстие ступицы 15 и отверстие диска со шлицами 17 выполнены на одной оси. Передача крутящего момента от корпуса сцепления к первичному валу коробки передач осуществляется деформацией упругой цилиндрической стенки корпуса сцепления 3 и прижатием е к цилиндрической поверхности отверстия ступицы 15, которая в свою очередь через диски 16 и ведомый диск 17 передает вращение первичному валу коробки передач 4. Сила прижатия упругой стенки корпуса сцепления и цилиндрической поверхности отверстия ступицы зависит от диаметра и толщины упругой стенки,ширины линии контакта и от давления наполнителя в замкнутой полости 8. Давление наполнителя в замкнутой полости 8 определяется усилием пружины и давлением масла,которое развивается в системе смазки двигателя внутреннего сгорания. Масло подается к центральному поршню 10 по каналу 18 с давлением 0,30,5 МПа. Меньшее значение давления масла определяется низкой частотой вращения коленчатого вала, большее значение - большим числом оборотов коленчатого вала. Канал 18 выполнен по оси коленчатого вала и сообщается с системой смазки двигателя через радиальное отверстие, выполненное в коренной шейки коленчатого вала. Предлагаемое устройство работает следующим образом. В период, когда двигатель внутреннего сгорания не работает, давление в замкнутой полости 8 (и давление на подвижном стержне 11) определяется только усилием пружины. При этом давлении,цилиндрические поверхности корпуса сцепления и ступицы не прижаты друг к другу и находятся в свободном состоянии. Под действием усилия пружины 12 центральный поршень 10 и подвижный стержень 11 занимают крайнее правое положение и прижимают радиальный палец 13 к муфте выключения. Сцепление выключено. При запуске двигателя внутреннего сгорания маховик 1 с корпусом сцепления 3 начинает вращаться. Масло от насоса системы смазки двигателя под давлением поступает к коренным шейкам коленчатого вала 2 и, соответственно через канал 18, воздействует на центральный поршень 10,и через него, создает давление в наполнителе,находящемся в замкнутой полости 8. Под действием давления в наполнителе, упругая цилиндрическая стенка 3 деформируется и прижимается к внутренней цилиндрической поверхности ступицы 15. Возникающие силы трения заклинивают поверхности и крутящий момент от стенки корпуса сцепления через ступицу 15, диски 16 и ведомый диск 17, через шлицевое соединение передается на первичный вал коробки передач 4. Вал 4 начинает вращаться. Сцепление включено и находится в рабочем состоянии. Принцип работы предлагаемого сцепления и гасителя крутильных колебаний аналогичен работе существующих механизмов сцепления с фрикционными дисками. Выключение сцепления осуществляется следующим образом водитель надавливает на педаль сцепления и, воздействуя через систему 3 рычагов на муфту выключения сцепления,перемещает е влево. Через палец 13 муфта воздействует на подвижный стержень 11, который,перемещаясь, воздействует соответственно на центральный поршень 10 и смещает их влево. Усилие выключения сцепления определяется только усилием пружины и давлением жидкости системы смазки двигателя на центральный поршень. За счет разности площадей сечения центрального поршня 10 и подвижного стержня 11 давление в замкнутой полости падает,появляется разряжение. Эксцентричный плунжер 9, за счет атмосферного давления, смещается вовнутрь и компенсирует разряжение. За счет упругости цилиндрической поверхности корпуса сцепления 3 ступица 15 освобождается от заклинивающих сил. Трансмиссия автомобиля отключается от двигателя. На фиг.3 представлен вариант сцепления для автомобилей большой грузоподъемности, которые требуют для управления механизмом сцепления значительных усилий. Это обеспечивается тем, что центральный подпружиненный поршень 10 не входит в контакт с наполнителем замкнутой полости 8, а образует с корпусом сцепления полость,сообщающуюся с атмосферой, и постоянно контактирует с плунжерами 9. Величина повышения давления в замкнутой полости определяется отношением площади поршня к суммарной площади плунжеров. Кроме этого, в механизме сцепления отсутствует плунжер 9 и подвижный стержень 11 не контактирует с наполнителем. В остальном,принцип работы сцепления для автомобилей большой грузоподъемности аналогичен принципу работы сцепления для легкового автомобиля. Использование предлагаемого изобретения позволит значительно упростить сложность конструкции сцепления, увеличить надежность и работоспособность, а также снизить трудоемкость работы водителя. При внедрении предлагаемого изобретения,народное хозяйство страны получит значительный экономический эффект,а автомобиль конструктивную простоту механизма сцепления. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Сцепление, содержащее маховик, первичный вал коробки передач и муфту выключения,отличающееся тем, что корпус сцепления,выполненный с наружной цилиндрической упругой стенкой, жестко связан с маховиком, имеет замкнутую полость, заполненную наполнителем,подпружиненный центральный поршень и подвижный стержень, постоянно контактирующий с поршнем и, через радиальный палец, с муфтой выключения,кроме этого,цилиндрическую упругую стенку охватывает ведомый механизм,выполненный из ступицы с фланцем, окнами с пружинами,двух подвижных дисков,охватывающих фланец с окнами и пружинами с обеих торцевых сторон, причем один из подвижных дисков жестко связан с первичным валом коробки передач посредством ведомого диска. 2. Сцепление по п.1, отличающееся тем, что подпружиненный центральный поршень и подвижный стержень, выполнены разного диаметра,и контактируют с наполнителем, а эксцентричный плунжер выполнен с контактом своих торцов с наполнителем и атмосферой. 3. Сцепление по п.1, отличающееся тем, что изменение давления в наполнителе и деформация цилиндрической упругой стенки, осуществляется давлением жидкости от системы смазки двигателя внутреннего сгорания, через центральное отверстие,выполненное в коленчатом валу и через подпружиненный центральный поршень. 4. Сцепление по п.3, отличающееся тем, что изменение давления в наполнителе замкнутой полости и деформация цилиндрической упругой стенки, осуществляется давлением жидкости от системы смазки двигателя внутреннего сгорания,через центральное отверстие, выполненное в коленчатом валу и через подпружиненный поршень и плунжеры, причем подпружиненный поршень образует с корпусом сцепления полость,сообщающуюся с атмосферой, а наполнитель не контактирует с подвижным стержнем.