Розрахунок ваги зчеплення
Вага і простота конструкції фрикційного зчеплення залежать в основному від числа ведених дисків. Найбільшою простотою і найменшою вагою володіють однодискові зчеплення, які і отримали в даний час переважне поширення.
Вага зчеплення ( з механізмом виключення, але без картера) становить 0,3-0,6% від сухої ваги шасі вантажних автомобілів. У разі застосування дводискового зчеплення він підвищується до 0.7%. У легкових автомобілях вага зчеплення становить 0,4-0,8% від сухої ваги.
Розрахунок зчеплення автомобіля
Зниження ударного навантаження в зубах шестерень коробки передач і муфт при рушанні з місця і при перемиканні ступенів на ходу автомобіля, забезпечується зчепленням, може бути визначено при розгляді схеми.
Схема, що пояснює принцип роботи фрикційного зчеплення
Jm – момент інерції та провідної частини зчеплення.
Ja – момент інерції умовного маховика, еквівалентний поступально рухається масі автомобіля.
Jc – момент інерції веденої частини зчеплення.
1,2 – шестерні постійного зачеплення.
3,4 – шестерні, що підлягають зацеплению на ходу автомобіля або при рушанні з місця.
Розрахунок моменту інерції маховика
Момент інерції маховика Ja визначається з рівності кінетичної енергії автомобіля, що рухається поступально і обертанням маховика:
Порівняємо ударну завантаження, що виникає в зубцях з’єднуються шестерень 3 і 4 без виключення зчеплення і при його вимиканні.
Для визначення ударного навантаження, діючої на вторинний вал при перемиканні шестерень 3 і 4 без виключення зчеплення, скористаємося виразом:
Інтегруючи цей вираз в припущенні, що інерційний момент Mj=Pr3 діє протягом часу t, за який кутова швидкість вторинного валу підвищиться з Wa до W0, отримаємо:
P – окружне зусилля, діюче на зуби шестерень 3 і 4 в момент перемикання.
r3 – радіус початкового кола шестерні 3.
Аналогічне рівняння для проміжного валу можна записати таким чином:
Де Wm – кутова швидкість обертання колінчастого валу двигуна. Сила P і час t в обох рівняннях однакові. З цих двох виразів знаходимо результуючу швидкість обертання:
Підставляючи W0 d перше рівняння, знайдемо імпульс моменту, що виникає при перемиканні шестерень без виключення зчеплення:
Якщо шестерні перемикати при попередньому вимиканні зчеплення, то маховик буде від’єднано і, отже, в останньому рівнянні Jm слід прирівняти до нуля. Отже:
Так як момент інерції веденої частини зчеплення Jc у багато разів менше моменту інерції Jm, співвідношенням Jc/Jm можна знехтувати. Тоді:
Отже, завдяки зчепленню в даному випадку імпульс моменту знизився в 50 разів при перемиканні передач на ходу автомобіля, що цілком забезпечує необхідний термін служби шестерень в експлуатації. Зниження моменту імпульсу буде тим більшим, чим менше момент інерції Jc веденої частини зчеплення. В дискових фрикційних сцеплениях момент інерції веденої частини виходить менше, ніж у конусних. Це, зокрема, призвело до того, що конусні зчеплення в даний час не застосовують. Момент інерції Jc в дискових сцеплениях (при заданому передається крутному моменті) практично не залежить від числа ведених дисків, так як із збільшенням їх числа зазвичай вдається зменшити зовнішній діаметр дисків і зберегти момент інерції веденої частини дводискового і багатодискового зчеплення таким же, як і в однодискового.
2
