Однодисковые сцепления с периферийными пружинами ЗИЛ и ГАЗ

Сцепления такого типа получили широкое применение на легковых и грузовых автомобилях, а также на автобусах.

Устройство сцепления грузовых автомобилей ЗИЛ

На схеме 1 представлено сцепление грузовых автомобилей ЗИЛ. Сцепление постоянно замкнутое, фрикционное, сухое, однодисковое, с периферийными пружинами и с механическим приводом. Сцепление находится в чугунном картере 7, прикрепленном к двигателю. К маховику 1 двигателя болтами присоединен стальной штампованный кожух 13 сцепления. Чугунный нажимной диск 2 соединен с кожухом четырьмя парами пластинчатых пружин 15, передающих крутящий момент с кожуха на нажимной диск.

Между кожухом и нажимным диском равномерно размещены по окружности шестнадцать цилиндрических нажимных пружин 14, каждая из которых центрируется специальными выступами, выполненными на нажимном диске и кожухе. Между нажимным диском и пружинами установлены теплоизолирующие шайбы, которые уменьшают нагрев пружин при работе сцепления и исключают потерю пружинами упругих свойств при нагреве.

Четыре рычага 5 выключения сцепления при помощи осей с игольчатыми подшипниками 8 соединены с нажимным диском и вилками 6. Опорами вилок на кожухе служат сферические гайки, обеспечивающие вилкам возможность совершать колебательное движение при перемещении нажимного диска. При сборке сцепления этими гайками регулируют положение рычагов выключения сцепления.

Схема 1 – Сцепление (а), детали (б) и привод (в) сцепления грузовых автомобилей ЗИЛ

1 – маховик; 2 – нажимной диск; 3 – ведомый диск; 4, 19 – валы; 5, 18, 21 – рычаги; 6, 12 – вилки; 7 – картер; 8, 9 – подшипники; 10, 14, 17, 28 – пружины; 11 – муфта; 13 – кожух; 15 – пластинчатая пружина; 16 – педаль; 20 – тяга; 22 – гайка; 23, 27 – диски; 24 – ступица; 25 – пластина; 26 – маслоотражатель

Муфта 11 выключения сцепления имеет неразборный выжимной подшипник 9 с постоянным запасом смазочного материала, который не пополняется в процессе эксплуатации.

В ведомом диске сцепления находится пружинно-фрикционный гаситель крутильных колебаний. К тонкому стальному ведомому диску 3 с обеих сторон приклепаны фрикционные накладки из прессованной металлоасбестовой композиции. Диск соединен со ступицей 24 при помощи восьми пружин 28 гасителя крутильных колебаний. Ступица установлена на шлицах первичного вала 4 коробки передач. Пружины 28 установлены с предварительным сжатием в совмещенных и расположенных по окружности прямоугольных окнах дисков 23, 27 и фланца ступицы 24 ведомого диска. При такой установке пружин ведомый диск 3 может поворачиваться в обе стороны относительно ступицы 24 на определенный угол, сжимая при этом пружины 28. Угол поворота ведомого диска ограничивается сжатием пружин до соприкосновения их витков.

Диск 23 приклепан к ступице вместе с маслоотражателями 26 и прижат к фрикционным пластинам 25, которые закреплены на диске 27, приклепанном к ведомому диску 3. При перемещениях ведомого диска относительно его ступицы вследствие действия крутильных колебаний, возникающих в трансмиссии при резких изменениях частоты вращения деталей за счет трения между дисками и фрикционными пластинами 25, происходит гашение крутильных колебаний, энергия которых превращается в теплоту и рассеивается в окружающую среду. Пружины 28 гасителя снижают частоту колебаний деталей трансмиссии, не дают им совпадать с частотой крутильных колебаний и исключают резонансные явления в трансмиссии. Кроме того, при возрастании крутящего момента пружины обеспечивают плавное его увеличение в момент начала движения автомобиля или при переключении передач, что обеспечивает плавность включения сцепления даже при резком отпускании педали сцепления. Гаситель крутильных колебаний повышает долговечность механизмов трансмиссии.

Привод

Привод сцепления (схема 1, в) – механический. В привод входят педаль 16 с валом 19, рычаги 18 и 21, регулировочная тяга 20 и вилка 12 выключения сцепления.

При нажатии на педаль поворачивается вал 19 и через рычаги и тягу действует на вилку 12, а она – на муфту выключения 11 с выжимным подшипником 9. Муфта с подшипником перемещается и нажимает на внутренние концы рычагов 5, которые отводят своими наружными концами нажимной диск от ведомого. При этом нажимные пружины 14 сжимаются. Сцепление выключено, и крутящий момент от двигателя к трансмиссии не передается.

После отпускания педали муфта выключения с подшипником возвращается в исходное положение под действием соответственно пружин 10 и 17. При этом под действие нажимных пружин 14 нажимной диск прижимается к маховику. Сцепление включено, и крутящий момент передается от двигателя к трансмиссии.

Регулировки

Для надежной работы сцепления в нем производится две регулировки – свободного хода педали сцепления и положения рычагов выключения сцепления.

Регулировка свободного хода педали сцепления или зазора между выжимным подшипником и рычагами выключения сцепления производится регулировочной гайкой 22 путем изменения длины тяги 20. При этом зазор должен быть в пределах 1,5…3 мм, что соответствует свободному ходу педали сцепления 35…50 мм. Эта эксплуатационная регулировка необходима для полного включения и выключения сцепления. Так, при меньшем зазоре выжимной подшипник может постоянно или периодически нажимать на рычаги выключения, вызывая пробуксовывание сцепления и увеличивая тем самым изнашивание подшипника, фрикционных накладок и рычагов выключения.

Регулировка рычагов выключения производится при сборке и ремонте сцепления при помощи сферических гаек крепления опорных вилок 6. Эта регулировка необходима для того, чтобы нажимной диск при выключении сцепления перемещался без перекоса. В противном случает нажимной диск может отходить от ведомого с перекосом и сцепление будет интенсивно изнашиваться.

Устройство сцепления грузовых автомобилей ГАЗ

На схеме 2 показано сцепление грузовых автомобилей ГАЗ. Сцепление фрикционное, однодисковое, сухое, с периферийными пружинами и механическим приводом (автомобили 4 на 2) или с гидравлическим приводом (автомобили 4 на 4).

Ведущими деталями сцепления являются маховик 1, нажимной диск 4 и кожух 11, ведомыми – ведомый диск 3, деталями включения сцепления – двенадцать нажимных цилиндрических пружин 12, деталями выключения – три рычага 5 и муфта 8 с выжимным шариковым подшипником 9.

Схема 2 – Сцепление (а) и его детали (б) грузовых автомобилей ГАЗ

1 – маховик; 2 – картер; 3 – ведомый диск; 4 – нажимной диск; 5 – рычаг; 6 – масленка; 7, 13 – регулировочные гайки; 8 – муфта; 9 – подшипник; 10 – вилка; 11 – кожух; 12, 17 – пружины; 14 – тяга; 15 – пластина; 16 – кольцо; 18, 21 – диски; 19 – накладка; 20 – ступица

Крутящий момент от маховика двигателя через болты крепления передается кожуху сцепления и от него нажимному диску через три обработанных прилива диска, плотно входящих в три прямоугольные прорези кожуха. Далее крутящий момент передается ведомому диску, установленному на первичном валу коробки передач.

Ведомый диск сцепления состоит из тонкого стального разрезного диска 21, приклепанных к нему шести волнистых пружинных пластин 15 и двух фрикционных накладок 19, а также ступицы 20 и гасителя крутильных колебаний. Одна из фрикционных накладок приклепана непосредственно к диску, а другая – к пружинным пластинам.

При включении сцепления пластины 15 постепенно выпрямляются, и трение между ведомым диском, маховиком и нажимным диском постепенно возрастает. Это приводит к плавному включению сцепления.

Гаситель крутильных колебаний включает в себя диск 18, шесть цилиндрических пружин 17 и два фрикционных кольца 16. Фрикционные кольца установлены между фланцами ступицы, ведомым диском и диском гасителя. Пружины гасителя соединяют ведомый диск со ступицей и обеспечивают их упругую связь. Кроме снижения частоты крутильных колебаний валов двигателя и трансмиссии, пружины способствуют плавному включению сцепления.

Муфта 8 выключения сцепления и выжимной подшипник 9 в эксплуатации смазывают через колпачковую масленку 6 с гибким шлангом, установленную в картере 2 сцепления. Для лучшего отвода теплоты от деталей сцепления в картере сцепления имеется специальный вентиляционный люк. В картере сцепления также установлен шаровый палец, на который опирается вилка 10 выключения сцепления.

В сцеплении регулируется свободный ход педали и положение рычагов выключения сцепления, внутренние концы которых должны располагаться в одной плоскости.

Устройство сцепления легковых автомобилей ГАЗ

На схеме 3 представлено сцепление легковых автомобилей ГАЗ. Сцепление однодисковое, сухое, с периферийными пружинами и гидравлическим приводом.

Сцепление включает в себя маховик 2, нажимной диск 5, кожух 11, ведомый диск 4 с гасителем 1 крутильных колебаний, нажимные пружины 6, три рычага 10 и муфту 7 выключение сцепления с герметичным выжимным подшипником, не требующим смазывания в эксплуатации. Сцепление находится в картере 3, прикрепленном к двигателю.

Схема 3 – Сцепление, привод (а) и детали сцепления (б) легковых автомобилей ГАЗе

1 – гаситель крутильных колебаний; 2 – маховик; 3 – картер; 4 – ведомый диск; 5 – нажимной диск; 6, 23, 28 – пружины; 7 – муфта; 8 – вал; 9 – вилка; 10 – рычаг; 11 – кожух; 12 – шток; 13 – клапан; 14, 15 – цилиндры; 16, 17 – отверстия; 18 – толкатель; 19 – поршень; 20 – уплотнительная манжета; 21 – педаль; 22 – упор; 24, 25 – шайбы; 26, 30 – диски; 27 – фрикционные накладки; 29 – ступица

Ведомый диск 4 прижат к маховику 2 двигателя нажимным диском 5 усилием девяти пар цилиндрических пружин 6, равномерно расположенных на окружности. Применение двойных цилиндрических пружин (наружной и внутренней) обеспечивает в эксплуатации постоянство их нажимного усилия в необходимых пределах. Ведомый диск включает в себя ступицу 29, диски 26 и 30, фрикционные накладки 27 и гаситель крутильных колебаний.

Гаситель 1 крутильных колебаний, возникающих в трансмиссии при неравномерном вращении коленчатого вала двигателя, резком включении сцепления, движении автомобиля по неровной дороге, состоит из шести цилиндрических пружин 28, стальной фрикционной шайбы 25, теплоизолирующей шайбы 24, пружины 23 и упора 22.

Цилиндрические пружины гасителя размещены в окнах дисков 26 и 30 и ступицы 29, они обеспечивают их упругую связь. Фрикционная шайба 25 зафиксирована на ступице и прижата к ведомому диску пружиной 23 через теплоизолирующую шайбу 24.

Пружина установлена на упоре 22, который закреплен на ступице ведомого диска. Гашение крутильных колебаний в трансмиссии автомобиля происходит за счет трения между фрикционной стальной шайбой 25 и ведомым диском 26, которое возникает при поворотах ведомого диска относительно его ступицы.

Крутящий момент при включенном сцеплении от маховика 2 двигателя через болты крепления передается к кожуху 11 сцепления и от него нажимному диску 5 через приливы диска, входящие в три прямоугольных окна кожуха. Затем крутящий момент передается ведомому диску 4, который установлен на шлицах первичного (ведущего) вала 8 коробки передач.

Гидропривод сцепления

В гидравлический привод сцепления входят педаль 21, главный цилиндр 15 с бачком и толкателем 18, рабочий цилиндр 14 со штоком 12, вилка 9 и трубопровод.

Усилие от педали к вилке выключения сцепления передается через тормозную жидкость, которой заполнен привод и которая практически не сжимается. Внутренняя полость главного цилиндра сообщается с бачком через перепускное 17 и компенсационное 16 отверстия. При этом через компенсационное отверстие жидкость проходит в бачок при изменении ее объема в цилиндре (при нагреве, после резкого отпускания педали сцепления).

При выключении сцепления (при нажатии на педаль 21) толкатель 18 перемещает поршень 19 главного цилиндра, который после перекрытия компенсационного отверстия 16 выталкивает жидкость при повышенном давлении через трубопровод в рабочий цилиндр 14. Поршень рабочего цилиндра через шток 12 поворачивает на шаровой опоре вилку 9, которая перемещает муфту 7 с выжимным подшипником. Выжимной подшипник действует на рычаги 10 выключения сцепления и перемещает их внутренние концы к маховику. При этом ведущие и ведомые части сцепления разъединяются, и сцепление выключается. При отпускании педали при включении сцепления все детали привода перемещаются в исходное положение под действием возвратных пружин, а давление жидкости в приводе уменьшается до атмосферного.

При плавном отпускании педали сцепления вытесненная жидкость из рабочего цилиндра, возвращаясь в главный цилиндр, успевает заполнить в нем объем, освобожденный поршнем.

При резком отпускании педали сцепления в главном цилиндре может возникнуть вакуум, если жидкость, поступившая в него, не успеет заполнить объем, освобожденный в цилиндре поршнем. В этом случае под действием вакуума часть жидкости из бачка через перепускное отверстие 17 поступает в полость поршня и через отверстия в его головке – в полость перед поршнем, отжимая при этом края уплотнительной манжеты 20. Поступившая жидкость, заполняя цилиндр, устраняет в нем вакуум. При дальнейшем поступлении из привода в цилиндр жидкость ее излишки вытесняются в бачок через компенсационное отверстие 16.

В рабочем цилиндре имеется специальный клапан 13 для выпуска воздуха, который удаляется через него при прокачивании привода сцепления.

Сцепление ЗИЛ-130, ЗИЛ-157К и ЗИЛ-131

Устройство сцепления ЗИЛ

Однодисковое сцепление автомобилей ЗИЛ-130, ЗИЛ-157К и ЗИЛ-131 обеспечивает передачу крутящего момента до 41 кГм.

Нажимной диск 8 в сборе с кожухом 3 крепится на маховике восемью центрирующими болтами, имеющими диаметр шейки 10,000—9,942 мм и длину шейки 12,5 мм. Крутящий момент от кожуха сцепления на ведомый диск передается через нажимной диск 8 четырьмя парами пружинных пластин 5.

На нажимном диске закреплены на кронштейнах четыре рычага 30, которые, опираясь средней частью, качаются на пальцах 25, установленных в опорных вилках 27. Опорные вилки закреплены на кожухе 3 при помощи регулировочных гаек 28. Для уменьшения трения пальцы рычагов и вилок работают на игольчатых подшипниках 26, в которые при сборке сцепления закладывается консистентная смазка.

Нажимное усилие сцепления создается шестнадцатью пружинами, установленными между кожухом сцепления и нажимным диском. Под пружины со стороны нажимного диска подложены теплоизолирующие шайбы 9. Нажимный диск в сборе с кожухом статически балансируется с точностью 90 Гсм.

Ведомый диск стальной, с приклепанными фрикционными накладками и ступицей 15, имеет гаситель крутильных колебаний фрикционного типа, состоящий из восьми пружин с опорными пластинами и двух дисков гасителя. Ведомый диск в сборе статически балансируется с точностью 25 Гсм.

Подшипник муфты выключения сцепления — закрытой конструкции. Смазку в подшипник закладывают только при сборке его на заводе.

Рис. Однодисковое сцепление: 1 — крышка картера; 2 — маховик; 3 — кожух сцепления; 4 и 13—заклепки; 5 — парные пружинные пластины; 6 — болт; 7 — фасонная втулка; 8 — нажимной диск; 9 — теплоизолирующая шайба; 10 — нажимная пружина; 11 — диски гасителя; 12 — пластина гасителя; 14 и 32 — шариковые подшипники; 15 — ступица; 16 — фланец коленчатого вала; 17 — промежуточный диск гасителя; 18 — масленка; 19 — маслоотражатель; 20 — пружина упругой муфты; 21 — опорная пластина; 22 — накладки ведомого диска; 23 — стальной ведомый диск; 24 — картер сцепления; 25 — пальцы; 26 — игольчатые подшипники; 27 — опорная вилка; 28 — регулировочная гайка; 29 — прижимная пластина; 30 — рычаг нажимного диска; 31 — направляющая муфты; 33 — пружина муфты; 34 — муфта выжимного подшипника; 35 — ведущий вал коробки передач; 36 — вилка выключения сцепления

При выключении сцепления подшипник 32 муфты нажимает на внутренние концы четырех рычагов 30, а внешние концы, преодолевая усилие нажимных пружин 10, отводят нажимный диск 8 от маховика 2.

Между картером сцепления и его крышкой на автомобиле ЗИЛ-131 установлена уплотнительная прокладка. Уплотнительная прокладка установлена также под фланец вилки выключения сцепления. Обе прокладки устанавливают на уплотняющей пасте (ВТУ МХП 3336—52). Этой же пастой при сборке силового агрегата уплотнены передний и задний торцы картера сцепления. Для уплотнения вилки выключения сцепления на ее шейках с двух сторон установлены резиновые кольца.

В нижней части переднего торца картера сцепления находится специальный обрезиненный щиток, закрывающий проем в картере сцепления. Щиток крепится к картеру сцепления двумя болтами и поджимается в нижней плоскости блока цилиндров выступом на передней части крышки картера сцепления. При сборке необходимо сначала завернуть болты крепления щитка до соприкосновения головки болта с пружинной шайбой, не затягивая их окончательно, затем затянуть болты крепления крышки картера сцепления и только после этого окончательно затянуть болты крепления щитка. При всех работах, связанных с разборкой сцепления, необходимо при установке агрегатов на место применять в указанных выше местах уплотняющую пасту (ВТУ МХП 3336—52). Тюбик с этой пастой приложен к каждому автомобилю ЗИЛ-131. Основные данные сцепления приведены в таблице.

Таблица. Технические характеристики однодискового сцепления

Детали и их параметры	ЗИЛ-157К	ЗИЛ-130, ЗИЛ-131
Сцепление в сборе
Количество ведомых дисков	1
Полный ход педали сцепления, мм	180
Рабочий ход педали, мм	130-150
Свободный ход педали, мм	30-45	35-50
Количество фрикционных накладок	2
Материал фрикционных накладок	Асбестовая композиция
Диаметр фрикционных накладок, мм:
наружный	341-342
внутренний	186-187
Толщина фрикционных накладок, мм	3,9-4,1
Диаметр отверстий в накладках под заклепки, мм	4,0-4,3
Диаметр отверстий в накладках под головки заклепок, мм	9,5-9,7
Толщина перемычки в гнезде фрикционной накладки под заклепку, мм	1,25-1,50
Нажимные пружины
Количество нажимных пружин	16
Высота пружины в свободном состоянии, мм	61,7-63,0
Контрольная высота пружины, мм	45
Нагрузка при контрольной высоте пружины, кГ	64-72
Минимально допустимая нагрузка при контрольной высоте, кГ	60
Пружина упругой муфты (демпфера)
Количество пружин	8
Высота пружины в свободном состоянии, мм	24,33-24,65
Контрольная высота пружины, мм (не менее)	22,5
Нагрузка при контрольной высоте пружины, кГ	50-65
Высота пружины при сжатии до соприкосновения витков, мм	21-22
Оттяжная пружина муфты выключения сцепления
Количество пружин	1
Длина пружины в свободном состоянии, мм (не более)	36
Контрольная длина пружины, мм	56
Нагрузка при контрольной длине пружины, кГ	1,5-2,5
Наименьшая допустимая нагрузка при контрольной длине пружины, кГ	1,2
Пружина тяги выключения сцепления
Количество пружин	1	1
Высота в свободном состоянии, мм	130	180
Контрольная высота пружины, мм	70	147
Нагрузка при контрольной высоте пружины, кГ	23-28	9,0-12
Наименьшая допустимая нагрузка при контрольной высоте, кГ	18	7
Оттяжная пружина педали сцепления
Количество пружин	1	1
Длина пружины в свободном состоянии, мм	173	132
Контрольная длина пружины, мм	217	174
Нагрузка при контрольной длине пружины, кГ	23-31	22-29
Наименьшая допустимая нагрузка при контрольной длине, кГ	20	18

Нажимной диск изготовлен из серого чугуна СЧ 18-36 (ГОСТ 1412—54).

Рычаг нажимного диска сцепления изготовлен из стали 35 (ГОСТ 1050—60). Глубина циаиированного слоя 0.15—0,30 мм. Твердость HRC 56—62. Количество рычагов — 4.

Пальцы рычага и опорная вилка рычага изготовлены из стали 15, ГОСТ 1051—59. Глубина цианированного слоя пальцев 0.15—0,30 мм. Твердость HRC 56—62.

Ведомый диск изготовлен из стали 50 (ГОСТ 3680—57, ГОСТ 914—56). Твердость HRC 35—40. Подвергается фосфатации.

Ступица ведомого диска изготовлена из стали 40Х (ГОСТ 4543—61). Твердость НВ 255—285. Фосфатируется и пассивируется в растворе хромпика.

Муфта выключения сцепления изготовлена из серого чугуна СЧ 15—32 (ГОСТ 1412—54).

Вилка выключения сцепления изготовлена из стали 45 (ГОСТ 1050—60). Твердость закаленных поверхностей HRC 52—62. Глубина закаленного слоя 1,0—4,0 мм.

Фланец вилки выключения сцепления изготовлен из серого чугуна СЧ 15—32 (ГОСТ 1412—54). Втулка фланца вилки изготовлена из ковкого чугуна КЧ 35—10 (ГОСТ 1215—59).

Рычаг вилки выключения сцепления изготовлен из ковкого чугуна КЧ 35—10 (ГОСТ 1215-59).

Привод выключения сцепления показан на рисунке.

Рис. Привод выключения сцепления автомобиля ЗИЛ-130: 1 — педаль; 2 — оттяжная пружина; 3 и 10 — рычаги; 4 — контргайка; 5 — фасонная регулировочная гайка; 6, 11 и 15 — масленки; 7 — вал педали; 8 — распорная пружина; 9 — тяга; 12 — фланец; 13 — пружина муфты; 14 — вилка выключения сцепления; 16 — муфта с подшипником; 17 — картер сцепления

Техническое обслуживание сцепления ЗИЛ

Однодисковое сцепление на автомобиле не регулируют. При необходимости сцепление снимают и регулируют.

Уход за сцеплением включает очистку от грязи, своевременную подтяжку болтов крепления картера сцепления к блоку цилиндров. Болты эти затягивают (момент затяжки 8—10 кГм). Головки болтов стопорят пластинами, ушки которых отгибают на грань болта.

Уход за приводом сцепления заключается в регулировке свободного хода педали путем изменения длины тяги. Подшипник муфты выключения сцепления при эксплуатации смазки не требует. Оси вилки и педали выключения сцепления смазывают согласно карте смазки. Регулировку привода выключения сцепления смотри на рисунке.

Рис. Регулировка свободною хода педали сцепления: а — замер свободного хода педали при помощи приспособления; б — регулировка свободного хода педали; А — величина свободного хода педали сцепления