Co je spojka, typy a účel?

Auto spojka Je navržen tak, aby plnil dva úkoly: přerušit spojení mezi motorem a převodovkou při zařazení rychlostního stupně a zajistit plynulý rozjezd z klidu.

Spojka obsahuje mechanismus a pohon pro jeho aktivaci. Nejběžnějším typem spojky je jednokotoučová třecí spojka. Mezi hlavní části spojkového mechanismu patří: hnaný kotouč, připevněný k hnacímu kolu; přítlačný nebo hnací kotouč s pružinami, pevně připevněný k setrvačníku klikového hřídele motoru. Princip činnosti spojkového mechanismu spočívá ve využití třecích sil spojovacích ploch. Kotouče jsou stlačovány pružinami a v důsledku třecí síly mezi nimi se točivý moment přenáší z klikového hřídele motoru na vstupní hřídel převodovky. Přední a hnané kotouče spojky jsou k sobě neustále přitlačovány pružinami; mohou být uvolněny pouze na krátkou dobu. Kotouče se uvolňují působením pohonu vypínání spojky při řazení nebo brzdění vozu. Hladký záběr spojky je zajištěn prokluzem kotoučů až do úplného přitlačení k sobě. Při nesešlápnutém pedálu spojky přitlačí přítlačný kotouč přes membránovou pružinu kotouč spojky k setrvačníku, čímž přenáší sílu z motoru na převodovku.

Skříň spojky vyrobeno z oceli a přišroubováno k setrvačníku. Uvolňovací páčky jsou umístěny uvnitř pouzdra. Vnější konce záběrových pák jsou otočně spojeny s přítlačnou deskou. Mezi diskem mechaniky a pouzdrem. Kruh obsahuje tlačné válcové pružiny, které sevřou hnaný kotouč mezi hnací kotouč a setrvačník. Hnaný kotouč je spojen s nábojem pomocí tlumiče torzních kmitů. Tlumič torzních vibrací zajišťuje hladký záběr spojky.
Při sepnutí spojky se torzní vibrace přenášejí na hnaný kotouč a způsobují jeho otáčení vzhledem k náboji. V tomto případě vznikají mezi kotoučem a přírubou náboje třecí síly, tato energie zhasne a přemění se na teplo. Celkově tlumič torzních vibrací zvyšuje odolnost součástí převodovky a hnacího hřídele.

Mechanismus spojky se dvěma poháněnými kotouči se od jednokotoučové spojky liší přítomností středotlakého kotouče. Střední přítlačná deska je umístěna mezi dvěma poháněnými kotouči. Prvky dvoukotoučového spojkového mechanismu nemají žádné konstrukční rozdíly od prvků jednokotoučového spojkového mechanismu.

Mechanismus jednokotoučové spojky s centrální membránovou tlačnou pružinou má tlačnou pružinu, která je vyrobena ve formě misky. Miska tlačné pružiny je vybavena 18 okvětními lístky, které jsou elastickými prvky a uvolňovacími pákami. Při vyřazení spojky působí axiální ložisko na plátky pružiny a posouvá ji směrem k setrvačníku. V tomto případě se vnější hrana pružiny ohne v opačném směru a pomocí speciálních svorek oddálí přítlačnou desku od hnané.
Nejpohodlnější a nejsnáze se používá mechanický pohon vypínání spojky. Používá se na většině domácích nákladních vozidel.

Mechanický pohon spojky zahrnuje:
1) pedály;
2) vratná pružina;
3) válec s pákou;
4) páka vypínací vidlice spojky;
5) vypínací vidlice spojky;
5) spojka s axiálním kuličkovým ložiskem;
6) tažná pružina.

Všechny komponenty pohonu jsou uvedeny do vzájemného působení sešlápnutím spojkového pedálu. V důsledku toho tlačí axiální ložisko spojky na vnitřní konce vypínacích pák, zatímco přítlačný kotouč se zasouvá a hnaný kotouč se uvolňuje od sil upínacích pružin, v důsledku čehož je spojka rozpojena. Při sepnutí spojky se pedál uvolní a spojka s axiálním ložiskem zaujme svou původní polohu a uvolní se vypínací páčky. Poté hnací kotouč působením pružin přitlačí hnaný kotouč k setrvačníku a spojka se zapne.
Hydraulický pohon vypínání spojky poskytuje úplnější záběr spojky ve srovnání s mechanickým pohonem. Hydraulický pohon spojky umožňuje umístění spojkového pedálu kdekoli, bez ohledu na umístění samotného mechanismu.

Hydraulický pohon spojky se skládá z:
1) pedály spojky;
2) tažná pružina;
3) pracovní válec;
4) hlavní válec;
5) posunovač;
6) potrubí;
7) vysouvací vidlice spojky.

Když sešlápnete pedál spojky, kapalina protéká potrubím a tlak v pracovním válci se zvyšuje. V důsledku toho se píst pracovního válce pohybuje a působí na vypínací vidlici spojky přes tlačník. Vypínací vidlice spojky zase pohybuje vypínacím ložiskem a vypíná spojku. Pedál se působením vypínací pružiny vrátí do své původní polohy, zatímco tlačná páka pracovního válce se uvolní a spojka se rozpojí.

Pneumatický posilovač se používá na nákladních automobilech. Pneumatický zesilovač se skládá z:
1) přední kryt s pneumatickým pístem a regulačními ventily;
2) zadní skříň s hydraulickým pístem pro uvolnění spojky a pístem zdvihátka;
3) membrána sledovacího zařízení, která je upnuta mezi přední a zadní kryt;
4) vypínací tyč spojky;
5) potrubí a hadice.

Když kliknete na pedál pro uvolnění spojky Tlak kapaliny z hlavního válce je přenášen potrubím na hydraulický a pístový píst pneumatického posilovače. Sledovací zařízení automaticky mění tlak vzduchu v pneumatickém válci úměrně síle na pedál spojky. Píst pístu se pohybuje společně s pístem, v důsledku čehož se vstupní ventil otevírá a výstupní ventil se uzavírá. Stlačený vzduch ze systému vstupuje do dutiny pneumatického pístu a vyvíjí přídavnou sílu na tlačný člen pro uvolnění spojky. Kombinovaná síla z hydraulického a pneumatického pístu se přenáší na vypínací vidlici spojky. Po uvolnění spojkového pedálu zmizí tlak v hydraulickém pohonu a písty se působením pružin vrátí do své původní polohy, zatímco stlačený vzduch z pneumatického posilovače je vypuštěn do atmosféry a spojka sepne.

Spojka se nazývá výkonová spojka, u které je přenos točivého momentu zajištěn třecími silami, hydrodynamickými silami nebo elektromagnetickým polem. Takové spojky se nazývají třecí, hydraulické a elektromagnetické.

Spojka slouží pro dočasné odpojení motoru a převodovky a jejich plynulé spojení. Dočasné odpojení motoru a převodovky je nutné při řazení, brzdění a zastavení vozu a plynulé spojení je nutné po řazení a při rozjezdu.

Když se vůz pohybuje, spojka v sepnutém stavu přenáší točivý moment z motoru do převodovky a chrání převodové mechanismy před dynamickým zatížením, které se v převodovce vyskytuje. Zatížení v převodovce se tak zvyšuje při prudkém brzdění motorem, prudkém sepnutí spojky, nerovnoměrném chodu motoru a prudkém poklesu otáček klikového hřídele, nárazu kol na nerovný povrch vozovky atd.

V automobilech se používají různé typy spojek (diagram 1).

Schéma 1 – Typy spojek klasifikované podle různých charakteristik.

Všechny výše uvedené spojky, s výjimkou odstředivých, jsou trvale uzavřeno , tj. neustále zapíná a vypínán řidičem při řazení, brzdění a zastavení vozu.

Nejčastěji používané v automobilech jsou třecí spojky . Jeden disk Spojky se používají v osobních automobilech, autobusech a lehkých a středně těžkých nákladních vozech, někdy i v těžkých nákladních vozech.

Dvojitý disk Spojky se instalují na těžkých nákladních vozidlech a velkokapacitních autobusech.

Vícediskový Spojky se používají velmi zřídka – pouze u těžkých vozidel.

Hydraulické Spojky neboli hydrodynamické spojky se v moderních automobilech nepoužívají jako samostatný mechanismus. Dříve se používaly v převodovkách automobilů, ale pouze ve spojení se sekvenčně instalovanou třecí spojkou.

Elektromagnetické spojky Měly určité uplatnění v automobilech, ale kvůli složitosti jejich konstrukce nebyly široce používány.

Požadavky na spojku

Jedním z hlavních ukazatelů spojky je její schopnost přenášet točivý moment. Pro její vyhodnocení je použit koncept hodnoty koeficientu bezpečnosti adheze ß , definované takto:

М_SC – maximální točivý moment, který může spojka přenášet,

М_max – maximální točivý moment motoru.

Kromě obecných požadavků na každou součást vozidla existuje řada specifických požadavků na spojku, včetně:

1. Hladký start V provozu je to zajištěno kvalifikovaným ovládáním, ale některé konstrukční prvky mají za cíl zvýšit plynulost záběru spojky i při nízké kvalifikaci řidiče.
2. Čistota vypnutí Absolutního vypnutí, při kterém je krouticí moment na výstupním hřídeli spojky nulový, je obtížné dosáhnout, ale pokud je krouticí moment přenášený vypnutou spojkou dostatečně malý a neruší zařazování převodových stupňů, lze uvažovat, že taková spojka je vypnuta téměř čistě.
3. Spolehlivý přenos točivého momentu za všech provozních podmínek Příliš nízká hodnota bezpečnostního faktoru vede k prodloužení doby prokluzování spojky při rozjezdu vozidla (zejména v náročných provozních podmínkách), zvýšenému zahřívání a opotřebení. Příliš vysoká hodnota bezpečnostního faktoru je doprovázena zvětšením rozměrů a hmotnosti spojky, zvýšením úsilí potřebného k jejímu ovládání a zhoršením ochrany převodovky a motoru před přetížením. Hodnota bezpečnostního faktoru spojky je obvykle 1,4 – 1,7 pro osobní automobily a 1,5 – 2,0 pro nákladní automobily, u těžkých nákladních vozidel se zvyšuje na 2,3.
4. Minimální hodnota momentu setrvačnosti poháněných částí Porušení tohoto požadavku neovlivní výkon spojky, ale povede k prodloužení procesu řazení a zkrácení životnosti synchronizátorů převodovky.
5. Snadná správa Tento požadavek, společný pro všechny ovládací prvky, je specifikován ve formě požadavků na zdvih pedálu a sílu potřebnou k jeho sešlápnutí. Současná omezení v Rusku jsou 150 N síly pro vozy s posilovači spojky a 250 N pro vozy bez posilovačů. Zdvih pedálu obvykle nepřesahuje 160 mm.

Typické spojkové zařízení je jednokotoučové, třecí

Třecí spojka se nazývá lamelová spojka, u které se krouticí moment přenáší suchým třením.

Jednokotoučové suché spojky se v moderních automobilech hojně používají. Jednokotoučový Spojka je třecí spojka, ve které se jeden poháněný kotouč používá k přenosu točivého momentu.

Jednokotoučová spojka (schéma 2, a) se skládá z vedoucí и poháněné části , stejně jako ze součástí zapínání a vypínání spojky.

Schéma 2 – Jednokotoučová třecí spojka

a – zapnuto; b – vypnuto; 1 – skříň; 2 – přítlačný kotouč; 3 – setrvačník; 4 – hnací kotouč; 5 – kotouč; 6 – pružina; 7 – ložisko; 8 – pedál; 9 – hřídel; 10 – tyč; 11 – vidlice; 12 – páka

Vedoucími částmi jsou setrvačník motoru 3, skříň 1 a přítlačná deska 2, hnanými částmi je hnaný kotouč 4, zasouvacími částmi jsou pružiny 6, vysouvacími částmi jsou páky 12 a spojka s ložiskem 7.

Pouzdro 1 je přišroubováno k setrvačníku. Přítlačný kotouč 2 je s pouzdrem spojen pružnými deskami 5. To zajišťuje přenos točivého momentu ze skříně na přítlačný kotouč a pohyb přítlačného kotouče v axiálním směru při sepnutí a rozpojení spojky. Hnací kotouč 4 je uložen na drážkách primárního (hnací) hřídele 9 převodovky.

Spojka má pohon, který zahrnuje pedál 8, tyč 10, vidlici 11 a spojku s uvolňovacím ložiskem 7.

Po uvolnění pedálu 8 se spojka sepne, protože poháněný kotouč 4 je přitlačen k setrvačníku 3 přítlačným kotoučem 2 silou pružin 6. Spojka přenáší točivý moment z hnacích částí na hnané části přes třecí plochy hnaného kotouče se setrvačníkem a přítlačným kotoučem. Po sešlápnutí pedálu 8 (diagram 2, b) se spojka rozpojí, protože spojka s vypínacím ložiskem 7 se přesune k setrvačníku a otočí pákami 12, které oddalují přítlačný kotouč 2 od hnaného kotouče 4. V tomto případě se hnací a hnané části spojky odpojí a spojka nepřenáší točivý moment.

Jednolamelové spojky jsou jednoduché konstrukce, levné na výrobu, spolehlivé v provozu, zajišťují dobrý odvod tepla od třecích ploch, čisté rozpojení a plynulé zapínání. Jejich údržba a opravy jsou snadné.

U jednokotoučových spojek může být stlačení hnané a hnané části prováděno několika válcovými pružinami, rovnoměrně rozloženými po obvodu přítlačného kotouče. Může být také prováděno jednou membránovou pružinou nebo kuželovou pružinou instalovanou uprostřed přítlačného kotouče.

Spojka s periferními pružinami poněkud složitější konstrukce (velký počet pružin). Kromě toho nemusí být během provozu zaznamenáno zlomení jedné z pružin, což povede ke zvýšenému opotřebení spojky.

Spojka s jednou centrální pružinou jednodušší konstrukce a spolehlivější provoz. S centrální membránovou pružinou má spojka menší hmotnost a rozměry, stejně jako menší počet dílů, protože pružina kromě své funkce plní také funkci vypínacích pák spojky. Kromě toho zajišťuje rovnoměrné rozložení síly na přítlačný kotouč. Spojky s centrální membránovou pružinou se používají v osobních automobilech kvůli obtížnosti výroby pružin s velkou přítlačnou silou při malých celkových rozměrech spojky.

Spojka s centrální kuželovou pružinou má tu výhodu, že přítlačná pružina nepřichází do kontaktu s přítlačnou deskou, a proto se během provozu spojky méně zahřívá a déle si zachovává své elastické vlastnosti. Navíc díky konstrukci přítlačného mechanismu může spojka přenášet velký točivý moment s relativně malou silou pružiny. Takové spojky se používají u těžkých nákladních vozidel.

Pohony spojky

Pohony třecí spojky mohou být mechanické, hydraulické a elektromagnetické. Mechanické a hydraulické pohony se nejčastěji používají v automobilech.

Mechanické pohony jednoduchá konstrukce a spolehlivý provoz. Mají však nižší účinnost než hydraulické spojkové pohony.

Hydraulické pohony , s vysokou účinností, zajišťují plynulejší zapínání spojky a snižují úsilí potřebné k jejímu vypnutí. Hydraulické pohony jsou však složitější z hlediska konstrukce a údržby, méně spolehlivé v provozu, dražší a vyžadují vyšší náklady na údržbu během provozu.

Pro usnadnění ovládání spojky se v pohonech často používají mechanické zesilovače ve formě servo pružin, pneumatických a vakuových.

Servopružiny tak snižují maximální sílu uvolnění spojky o 20. 40 %.

Poruchy Mechanismus spojky pozorovaný v provozu se skládá z jeho neúplné zahrnutí (prokluzování hnaných kotoučů), neúplné vypnutí (drhání spojky), prudké sešlápnutí a neúplné vrácení pedálu do výchozí polohy, opotřebení nebo zničení ložiska spojky.

Poruchy

Neúplné zahrnutí ( uklouznutí ) k selhání spojky dochází při rozjezdu vozu z klidu nebo při jízdě do kopce, při uvolnění spojkového pedálu a sešlápnutí plynového pedálu klikový hřídel motoru zvyšuje počet otáček, ale vůz nevyvíjí odpovídající rychlost nebo ta klesá (při jízdě do kopce).

K prokluzování dochází, když není volný chod spojkového pedálu, opotřebení a zaolejování třecích obložení poháněných kotoučů (v důsledku nadměrného mazání ložiska spojky), zlomení nebo oslabení pružiny stahující vypínací mechanismus spojky, zlomení přítlačných pružin, deformace poháněných kotoučů a opotřebení drážek vstupního hřídele převodovky.

Zmenšení vůle mezi čelní plochou ložiska spojky a pákami má za následek snížení volného chodu spojkového pedálu.

Neúplné vypnutí spojky je detekován hlukem při zařazení rychlostního stupně vozidla, a to i přes plně sešlápnutý pedál spojky, a je důsledkem zvětšení jeho vůle, zasekávání (zadrhávání) poháněných kotoučů a nesouososti pák spojky, jakož i důsledkem vniknutí vzduchu do hydraulického pohonného systému nebo opotřebení těsnicích manžet pístů hlavního a pracovního válce.

Ostrý záběr spojky Znamená to, že spojka je zaseknutá na hnací hřídeli převodovky v důsledku opotřebení pracovních ploch nebo poškození povrchu třecích obložení a může být také důsledkem nesprávného nastavení vůlí (vůle nejsou stejné) mezi vypínacími pákami spojky a ložiskem vypínací spojky.

Neúplný návrat do pedálu Návrat spojky do výchozí polohy může nastat v důsledku zvýšeného tření v kloubech mezilehlé hřídele pohonu spojky nebo v pouzdrech hřídele pedálu, zlomení nebo oslabení uvolňovacích pružin pohonu.

Předčasné opotřebení selhání ložiska spojky K rozpojení může dojít v důsledku předčasného mazání nebo příliš častého a dlouhodobého rozpojení spojky.

Údržba spojky (MOT)

na údržba mechanismus spojky, zkontrolujte volný chod pedálu a charakter činnosti spojky při řazení: žádné prokluzování při přenosu točivého momentu, úplné rozpojení, plynulé zapojení (s mazaným mechanismem pohonu spojky). Předepsaného stavu spojky se dosáhne správným nastavením volného chodu pedálu spojky.

Volný chod pedálu Vůle spojky odpovídá stanovené mezeře mezi ložiskem spojky a vypínacími pákami (1,5–4 mm) a u většiny domácích vozidel je: osobní automobily – 32–40 mm, nákladní automobily – 32–50 mm.

Volný chod pedálů Spojka se měří pravítkem (obrázek 1, a) u dvou motorů 1 a 2. Volná vůle se u většiny automobilů nastavuje změnou délky hnací tyče spojky, otáčením matice nebo vidlice tyče (obrázek 1, b).

Obrázek 1 – Seřízení spojky

a – kontrola vůle pedálu; b – seřízení vůle pedálu; 1 a 2 – jezdce na pravítku; 3 – základna pravítka; 4 – spojkový pedál; 5 – seřizovací matice; 6 – hnací tyč spojky

Vzdálenost mezi tlačnými pákami a seřízení ložiska spojky se provádí s demontovanou spojkou ve speciálním zařízení otáčením matic stavěcích šroubů.

Při seřizování spojek, u kterých se provádí stlačování předních a hnaných kotoučů jedna centrální pružina , je nutné nejprve seřídit tlak pružiny a poté vůli spojkového pedálu.

U spojky s hydraulickým pohonem je volný chod pedálu určen mezerou mezi tlačnou rukojetí a pístem v hlavním válci (obrázek 2), hodnotou volnoběžného zdvihu pístu hlavního válce před okamžikem uzavření kompenzačního otvoru, mezerou mezi ložiskem vypínací spojky a hlavami vypínacích pák.

Obrázek 2 – Pohon spojky pro vozidlo GAZ-21 Volga

1 – Závitový hrot; 2 – Zátka; 3 – Vratná pružina pedálu; 4 – Tlumič; 5 – Ložisko spojky; 6 – Vypínací páka; 7 – Vypínací vidlice spojky; 8 – Vratná pružina vypínací vidlice; 9 – Excentrický čep; 10 – Osa pedálu; 11 – Tlačítko; 12 – Píst hlavního válce; 13 – Pouzdro; 14 – Hlavní válec; 15 – Obtokový otvor; 16 – Víčko; 17 – Obtokový ventil; 18 – Píst pomocného válce; 19 – Pomocný válec; 20 – Hrot tlačítka; 21 – Pojistná matice; 22 – Tlačítko

Nejčastěji se během provozu mění velikost volného chodu spojkového pedálu v důsledku zmenšení vůle mezi ložiskem spojky a hlavami uvolňovací páky.

Tato vůle se kontroluje volným chodem konce vypínací vidlice spojky (3 – 4 mm u vozů GAZ-21 “Volga”) a nastavuje se změnou délky tlačné kladky pracovního válce. Vůle mezi tlačnou kladkou a pístem hlavního válce se nastavuje excentrickým šroubem spojujícím tlačnou kladku s pákou pedálu.

V mechanismu spojky pravidelně mazat ložisko spojky a pouzdro nápravy pedálu a vypínací vidlice. U některých vozidel je ložisko spojky promazáno z výroby při montáži spojky.