Фрикційне зчеплення автомобіля

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано преимущественно в автомобильном транспорте для передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии, а также для их кратковременного разъединения для переключения передач и последующего плавного разгона машины. Известно фрикционное сцепление автомобиля (см.: Сцепление транспортных и тяговых машин / Под ред. Ф.Р. Геккера и др. - М.: Машиностроение, 1989. С.4, фиг.1.1), содержащее картер, в котором расположены маховик, закрепленный на ведущем валу двигателя, ведомый диск, смонтированный на ведомом валу, и нажимной ведущий диск с приводом сцепления, размещенный в корпусе, жестко соединенном с маховиком. Ведомый диск снабжен фрикционными накладками, а в картере выполнены окна, одно из которых снабжено герметичной крышкой. Недостатком указанного сцепления является высокая тепловая напряженность, что ухудшает фрикционно-износные свойства пар трения и, следовательно, срок службы фрикционного соединения. Это происходит в результате охлаждения деталей сцепления только с помощью инерции воздуха от вращающихся масс в картере сцепления и вентиляционных окон картера сцепления. При этом имеет место загрязнение окружающей среды токсичными отходами в виде пыли от трения фрикционных накладок относительно нажимного ведущего диска и маховика и попадание неприятного запаха при нагревании фрикционных накладок в кабину, салон автомобиля. Известно фрикционное сцепление автомобиля (см. книгу Н.А. Бухарина и др. Автомобили. - Л.: Ма шиностроение, 1973. - С.96, фиг.V.I), содержащее картер, в котором расположены маховик, закрепленный на ведущем валу двигателя, ведомый диск, смонтированный на ведомом валу, и нажимной ведущий диск с приводом сцепления, размещенный в корпусе, жестко соединенном с маховиком. Ведомый вал снабжен фрикционными накладками, а в картере выполнены окна, одно из которых снабжено герметичной крышкой. Недостатком этого фрикционного сцепления является также высокая тепловая напряженность, что ухудшает фрикционно-износные свойства пар трения и, следовательно, срок службы фрикционного сцепления. Это объясняется охлаждением деталей сцепления только за счет воздуха от вращающи хся масс в картере сцепления. При этом наблюдается загрязнение окружающей среды отходами в виде пыли от трения фрикционных накладок относительно маховика и ведущего нажимного диска. В основу изобретения поставлена задача создания фрикционного сцепления автомобиля, в котором за счет закрепления на торцевой части маховика лопаток и расположения их наклонно к его поверхности в сторону вра щения маховика и напротив выполненные в нем окон, обеспечивается эффективное охлаждение пар трения, что позволяет снизить теплонапряженность и улучшить фрикционноизносные свойства пар трения и, в конечном итоге, повысить срок службы сцепления в целом. Поставленная задача решается тем, что в фрикционном сцеплении автомобиля, содержащем картер, в котором расположены маховик, закрепленный на ведущем валу двигателя, ведомый диск, смонтированный на ведомом валу, и нажимной ведущий диск с приводом сцепления, размещенный в корпусе, жестко соединенном с маховиком, при этом ведомый диск снабжен фрикционными накладками, а в картере выполнены окна, одно из которых снабжено герметичной крышкой, согласно изобретению, оно снабжено лопатками, жестко закрепленными на торцевой части маховика, расположенными наклонно к его поверхности в сторону вращения маховика. При этом в маховике выполнены окна, размещенные напротив лопаток. По сравнению с известными фрикционными сцеплениями, в т.ч. прототипом, в которых имеет место высокая тепловая напряженность пар трения в результате охлаждения их естественным путем-обдувом воздуха от вращающи хся масс в картере, в предлагаемом техническом решении наклонные лопатки обеспечивают принудительное направленное перемещение воздуха через окна маховика в полость картера, создавая в нем условия для хорошего обдува пар трения сцепления. Причем, это происходит постоянно при работающем двигателе независимо от положения сцепления - включенного или выключенного, так как лопатки закреплены на маховике, который жестко соединен с вращающимся ведущим валом двигателя. Это позволяет улучшить фрикционноизносные свойства пар трения и, в конечном итоге, увеличить срок службы сцепления на 20 30%. При этом появляется возможность решения вопроса загрязнения окружающей среды путем соединения окон картера с фильтрующим и охлаждающим устройствами с образованием замкнутой герметичной системы. В результате при эффективном охлаждении пар трения обеспечивается циркуляция очищенного и охлажденного воздуха в замкнутом цикле. На фиг.1 показан общий вид устройства в разрезе; на фиг.2 - маховик; на фиг.3 - вид A на фиг.2; на фиг.4 - вид B на фиг.2; на фиг.5 сечение C - C на фиг.3 (стрелками показано направление перемещения воздуха). Фрикционное сцепление автомобиля содержит картер 1, в котором размещен маховик 2, закрепленный на ведущем валу двигателя 3, ведомый диск 4, связанный шлицевым соединением с ведомым валом 5, фрикционные накладки 6, жестко закрепленные на ведомом диске 4, и нажимной ведущий диск 7, установленный посредством рычагов 8 в корпусе 9. Между нажимным ведущим диском 7 и корпусом 9 размещены нажимные пружины 10. Корпус 9 жестко закреплен на маховике 2. Один конец рычага 8 соединен с нажимным ведущим диском 7, а другой - с подшипником муфты выключения 11, связанной посредством рычагов 12 с нажимной педалью 13. В маховике 2 (фиг.2 - 4) выполнены четыре окна 14 трапецеидальной формы, продольная ось которых расположена перпендикулярно оси вращения ведущего вала 3. Причем окна 14 расположены по окружности маховика 2 под углом 90° относительно друг друга. Количество и размер окон 14 рассчитывается в зависимости от внутреннего объема картера сцепления 1 и количества необходимого для охлаждения воздуха. На торцевой части маховика 2 со стороны ведуще го вала 3 закреплен диск 15 с установленными на нем лопатками 16 (фиг.5), расположенными напротив окон 14 маховика. Форма лопаток 16 соответствует форме окон 14. Лопатки 16 расположены под углом b к поверхности маховика 2 в сторону направления его окружной скорости (фиг.5). b = 10 - 15° и выбирается в зависимости от вн утреннего объема картера сцепления и необходимого для охлаждения воздуха. Для избежания шума и вибрации между диском 15 и маховиком 2 размещена войлочная прокладка 17. В картере 1 выполнены смотровое окно 18, снабженное крышкой (герметичной) 19, и вентиляционные окна 20 и 21. Окно 20 посредством воздухо водов 22 герметично соединено с фильтрующим устройством 22, охлаждающим устройством 23 и через воздуховоды 24 с вентиляционным окном 21. Картер соединен с коробкой передач 25 автомобиля. Фрикционное сцепление работает следующим образом. Момент вращения передается от двигателя через ведущий вал 3 на маховик 2 и далее через фрикционные накладки 6 и ведомый диск 4 на ведомый вал 5. Нажимное усилие, необходимое для замыкания ведомого диска 4 с фрикционными накладками 6 создается посредством нажимного ведущего диска 7 усилием пружины 10. Так как фрикционное сцепление постоянно замкнуто, то для его выключения необходимо приложить усилие на педаль 13, которое посредством рычагов 12 передается на подшипник муфты выключения 11, передающей, в свою очередь, усилие на рычаги 8, которые отводят нажимной ведущий диск 7 от ведомого диска 4, сжимая нажимные пружины 10. Таким образом происходит выключение сцепления и ведомый диск 4 вместе с ведомым валом 5 останавливаются. При этом ведущие части сцепления: маховик, корпус с нажимным ведущим диском 4 и нажимными пружинами 10 продолжают вращаться. После снятия усилия с педали 13 усилие нажимных пружин возвращает всю систему в рабочее состояние, зажимая ведомый диск 4 с фрикционными накладками 6 между маховиком 2 и ведомым диском 4. При зажатии происходит пробуксовка до полного останова ведомого диска 4, при этом значительно повышается температура пар трения. Охлаждение пар трения осуществляется следующим образом. Лопатки 16 за счет угла наклона b захватывают поступающий из окна картера воздух и вследствие сипы вращения маховика 2 сжимают его и перемещают через окна 14 в полость картера 1. В результате давление воздуха возрастает и он начинает растекаться по всем щелям и отверстиям, стремясь попасть в пространство с меньшим давлением. Это обеспечивает интенсивное движение воздуха вдоль рабочих поверхностей, увеличивая их теплоотдачу и существенно снижая тепловую напряженность пар трения. Так, при площади лопатки S = 4,179 × 10-5м 2 и угле b = 15° при количестве лопаток равном 4 и угловой скорости вращения ведущего вала w = 220рад/с объем качаемого воздуха буде т равен 0,5 - 0,6м 3 в мин. При соединении окна 20 картера с фильтрующим устройством 22, охлаждающим устройством 23 и посредством воздуховода 24 с вентиляционным окном 21 обеспечивается постоянное движение воздуха в полости картера, очистка его от пыли, охлаждение и подача на лопатки 16 и далее в полость картера в замкнутом герметичном режиме, что особенно важно с точки зрения экологической чистоты работы фрикционного сцепления автомобиля.