Сцепление автомобиля УАЗ-3151

На этом автомобиле устанавливается фрикционное, сухое, однодисковое сцепление с периферийным расположением пружин, с демпфером крутильных колебаний и гидравлическим приводом управления. На некоторых модификациях может устанавливаться сцепление с диафрагменным нажимным устройством.

К ведущим деталям относятся маховик 2 (рисунок 9.1), кожух 20, нажимной диск 4. Кожух 20 крепится к маховику 2 центрирующими болтами и имеет три точно расположенных прямоугольных окна. В прямоугольные окна кожуха 20 плотно входят обработанные приливы чугунного нажимного диска 4, передающие вращение от маховика 2 через кожух 20 нажимному диску 4 сцепления.

1 – нижний картер; 2 – маховик; 3 – ведомый диск; 4 – нажимной диск;

5 – подшипник первичного вала; 6 – коленчатый вал; 7 – первичный вал;

8 – игольчатый подшипник; 9 – картер; 10 – палец рычага; 11 – рычаг выключения сцепления; 12 – ось; 13 – ролик; 14 – вилка; 15 – упорный болт; 16 – оттяжная пружина; 17 – муфта выключения сцепления; 18 – подшипник выключения сцепления; 19 – нажиная пружина; 20 – кожух сцепления; 21 – теплоизоляционная шайба; 22 – балансировочный грузик; 23 – пружина демпфера; 24 – ступица; 25 – фрикционное кольцо; 26 – палец; 27 – диск демпфера; 28 – диск-держатель; 29 – упругая пластина; 30 – накладка; 31 – крышка с фильтром;       32 – бачок; 33 –трубка; 34 – главный цилиндр привода сцепления; 35 – перепускное отверстие; 36 – компенсационное отверстие; 37 – шайба; 38 – пружина; 39 – внутренняя манжета; 40 – штуцер; 41 – шайба; 42 - поршень; 43 – наружная манжета; 44 – защитный колпак; 45 – толкатель главного цилиндра; 46 – ось педали; 47 – вилка; 48 – пружина; 49 – педаль; 50 – шаровая опора; 51 – вилка выключения сцепления; 52 – шланг; 53 – рабочий цилиндр; 54 – пружина;        55 – колпачок; 56 – перепускной клапан; 57 – манжета; 58 – поршень; 59 – толкатель; 60 – чехол; 61 – контргайка; 62 – ввертная часть толкателя

 

Рисунок 9.1 - Сцепление автомобиля УАЗ-3151

 

К ведомым деталям относится ведомый диск 3, состоящий из стального разрезного диска-держателя 28 с приклепанными к нему с одной стороны шестью волнистыми упругими пластинами 29, двух фрикционных накладок 30, демпфера крутильных колебаний и ступицы 24.

Вырезы на диске-держателе 28 повышают его упругость и предохраняют от коробления при нагреве.

Передача крутящего момента от диска-держателя 28 на ступицу 24 ведомого диска, установленную на первичном валу 7 коробки передач, осуществляется через пружины 23 демпфера крутильных колебаний. Основными деталями демпфера являются диск 27, два фрикционных кольца 25, восемь пружин 23. Диск демпфера 27 и диск-держатель 28 располагаются по обе стороны ступицы 24 и соединяются между собой пальцами 26, которые проходят через полукруглые вырезы во фланце ступицы 24, не касаясь ее. Между ступицей 24 и дисками 27 и 28 располагаются фрикционные кольца 25. В дисках 27 и 28 и фланце ступицы 24 имеются окна, в которые вставлены пружины 23.

Ведомый диск 3 зажат между нажимным диском 4 и шлифованной поверхностью маховика 2 при помощи нажимного устройства, содержащего двенадцать пружин 19, расположенных между кожухом 20 и нажимным диском 4. Для предотвращения уменьшения упругости пружин 19 при их нагреве в случае пробуксовывания сцепления под каждую пружину со стороны нажимного диска 4 подложена теплоизолирующая шайба 21. Для центрирования пружин 19 и уменьшения их деформации при действии центробежных сил они установлены на отбортовках отверстий кожуха 20 и цилиндрических бобышках ведущего диска 4.

К механизму выключения относятся три рычага 11 выключения сцепления с деталями крепления и муфта выключения 17 с подшипником 18. Каждый рычаг 11 имеет две опоры: в качестве верхней используются игольчатый подшипник 8, установленный в проушине нажимного диска 4; а второй опорой, образованной осью 12 с опорным роликом 13, рычаг 11 шарнирно соединен с вилкой 14, которая крепится к кожуху 20. Шарнирное крепление рычагов 11 к вилкам 14 сцепления необходимо для кинематического согласования углового перемещения рычагов 11 и линейного перемещения нажимного диска 4, так как при выключении сцепления рычаги 11 из наклонного положения перемещаются в вертикальное и расстояние между опорами рычага меняется. Для установки внутренних концов рычагов 11 выключения сцепления в одной плоскости, что необходимо для обеспечения полноты включения и выключения сцепления, в них вворачиваются упорные болты 15.

Муфта 17 выключения сцепления надета свободно на хвостовую часть крышки подшипника коробки передач и постоянно оттягивается назад пружиной. На муфту 17 напрессован шариковый упорный подшипник 18. Шарикоподшипник 18 муфты 17 выключения сцепления обеспечивает снижение трения и износа упорных болтов 15 рычагов 11. При выключении сцепления переднее кольцо подшипника 18 вращается вместе с рычагами 11 выключения сцепления.

Между торцом подшипника 18 муфты 17 выключения сцепления и упорными болтами 15 рычагов 11 во включенном сцеплении имеется зазор 2,5-3,5 мм, что необходимо для полного включения сцепления.

Для смазывания муфты 17 выключения сцепления и ее подшипника 18 в картере сцепления установлена масленка колпачкового типа. При повороте колпачка смазка из масленки поступает к муфте по гибкому шлангу.

Привод сцепления служит для передачи усилия от ноги водителя на муфту выключения сцепления. Основными его узлами и деталями являются: педаль 49 с возвратной пружиной 48, главный цилиндр 34 с бачком 32, рабочий цилиндр 53, вилка выключения 51, трубопроводы 33 и шланги 52.

Внутри главного цилиндра 34 располагается поршень 42 с двумя резиновыми манжетами 39, 43. В головке поршня 42 просверлены перепускные отверстия, закрытые стальной шайбой 37, расположенной между внутренней манжетой 39 и поршнем 42 и предотвращающей «заплывы» манжеты в перепускные отверстия головки поршня. В крайнее заднее положение поршень 42 возвращается пружиной 38. В этом положении при отпущенной педали между днищем поршня 42 и толкателем 45 имеется зазор 0,3-0,9 мм. Этот зазор обеспечивается конструктивно, при сборке и в эксплуатации не регулируется.

Сверху на цилиндре 34 с помощью штуцера закреплен на прокладке полупрозрачный пластмассовый бачок 32, закрытый крышкой 31. В крышке 31 имеется отверстие для сообщения бачка с атмосферой и маслоотражательная пластина; под крышкой установлен сетчатый фильтр. Цилиндр соединяется с бачком двумя отверстиями: малое отверстие 36 – компенсационное, оно соединяет бачок 32 с рабочей полостью цилиндра 34; отверстие 35 большого диаметра – перепускное, оно соединяет бачок с нерабочей частью цилиндра.

Рабочий цилиндр 53 крепится на картере сцепления. Цилиндр состоит из корпуса, поршня 58 с резиновой манжетой 57, толкателя 59, перепускного клапана 56 с резиновым колпачком 55. Толкатель 59 может регулироваться по длине при помощи ввертной части 62, его выход из корпуса уплотняется защитным чехлом 60. Клапан 56 предназначен для удаления воздуха из системы.

Вилка 51 выключения установлена на шаровой опоре 50, закрепленной в картере сцепления. Наружный конец вилки 51 прижимается пружиной 54 к толкателю 62 рабочего цилиндра, к внутреннему концу вилки 51 прижимается муфта 17 выключения сцепления.

Гидравлический привод заполняется рабочей жидкостью марки ГТЖ-22. Нормальный уровень жидкости в главном цилиндре на 15-20 мм ниже верхней кромки бачка.

Работа сцепления. Во включенном положении педаль 49 под действием пружины 48 находится в верхнем положении, поршень 42 главного цилиндра 34 под действием своей пружины 38 перемещен назад, в рабочем цилиндре 53 поршень 58 усилием пружины 54 перемещен вперед, муфта 17 с подшипником 18 перемещена назад, между подшипником 18 и внутренними концами рычагов 11 устанавливается зазор. Под действием пружин 19 ведомый диск 3 плотно прижат к маховику 2. За счет сил трения крутящий момент передается с маховика 2 и нажимного диска 4 на ведомый диск 3 и далее на первичный вал 7 коробки передач.

При выключении сцепления усилие от педали 49 передается на поршень 42 главного цилиндра, который перемещается вперед, сжимая пружину 38. Перед поршнем 42 создается давление жидкости, которое передается на поршень 58 рабочего цилиндра 53. Последний через толкатель 62 поворачивает вилку 51, которая внутренним концом воздействует на муфту 17. Подшипник 18 муфты 17 поворачивает рычаги 11 вокруг опорной вилки 14, при этом наружные концы рычагов 11 оттягивают за собой нажимной диск 4, сжимая пружины 19. Между трущимися поверхностями образуется зазор, и передача крутящего момента прекращается.

Ход педали, при котором происходит выбор зазоров в приводе сцепления, называется свободным ходом. Ход педали после выбора зазора до упора – рабочий ход. Свободный и рабочий ход образуют полный ход педали.

При включении сцепления педаль 49 и поршень 42 главного цилиндра возвращаются в исходное положение, давление жидкости в гидроприводе падает, поршень 58 рабочего цилиндра вместе с толкателем 62 и вилкой 51 также возвращаются в исходное положение. Нажимной диск 4 снова прижимает ведомый диск 3 к маховику 2, что обеспечивает передачу крутящего момента.

Регулировка сцепления. Для нормальной работы сцепления необходимо, чтобы между внутренними концами рычагов 11 и подшипником 18 муфты 17 выключения сцепления был зазор (при исправном и отрегулированном сцеплении порядка 2,5-3,0 мм). Этим зазорам соответствует свободный ход педали 49 35-45 мм. В процессе эксплуатации вследствие износа фрикционных накладок 30 ведомого диска 3 зазор между внутренними концами рычагов 11 выключения и подшипником 18 уменьшается. При его отсутствии сцепление не будет полностью включено (начнет пробуксовывать), а подшипник будет интенсивно изнашиваться. Поэтому периодически следует проверять и регулировать свободный ход педали сцепления.

О наличии зазора между внутренними концами рычагов выключения и упорным подшипником судят по перемещению наружного конца вилки 51 выключения. Нормальному зазору соответствует свободное перемещение конца вилки 51 на 3,5-5 мм. Для регулировки свободного хода вилки выключения необходимо отсоединить оттяжную пружину 54 и измерить свободный ход конца вилки 51. Если он не укладывается в пределы 3,5-5 мм, ослабить контргайку 61 и, вращая толкатель 62, добиться, чтобы свободный ход был в нужных пределах. После установления нормального хода завернуть контргайку 61, проверить свободный ход вилки 51 и надеть пружину 54.

После регулировки свободного хода нужно замерить ход поршня 58 рабочего цилиндра, который должен быть не менее 17 мм. Если ход поршня 58 меньше, то это указывает на попадание воздуха в гидропривод. В этом случае нужно убедиться в отсутствии течи и прокачать гидравлический привод.

 

Сцепление автомобилей КамАЗ

 

Сцепление автомобилей КамАЗ фрикционное, сухое, двухдисковое, с автоматической регулировкой положения среднего диска, с периферийным расположением пружин, с демпфером крутильных колебаний и с гидравлическим приводом с пневмоусилителем.

Ведущие детали механизма сцепления (рисунок 9.2,а) включают маховик 2, средний ведущий диск 6, нажимной диск 7 и кожух сцепления 17.

Нажимной 7 и средний ведущий 6 диски установлены в пазах маховика 2 на четырех шипах, равномерно расположенных по окружностям дисков, что позволяет передавать на них крутящий момент от маховика 2 и перемещаться в осевом направлении при выключении сцепления.

 

 

                   а                                           б

а) механизм сцепления: 1 – первичный вал; 2 – маховик; 3, 5 – ведомые диски;

4 – механизм автоматической установки среднего ведущего диска; 6 – средний ведущий диск; 7 – нажимной диск; 8 – вилка рычага; 9 – рычаги включения сцепления; 10 – пружина упорного кольца; 11 – упорный подшипник; 12 – муфта выключения сцепления; 13 – вилка выключения сцепления; 14 – упорное кольцо;

15 – валик вилки; 16 – нажимная пружина; 17 – кожух; 18 – теплоизоляционная шайба; 19 – болт крепления кожуха; 20 – картер; б) привод сцепления: 1 – педаль; 2 – главный цилиндр; 3 – нижний ограничитель; 4 – кронштейн; 5 – компенсационный бачок; 6 – сервопружина; 7 – рычаг; 8 – толкатель поршня главного цилиндра; 9 – эксцентриковый палец; 10 – верхний ограничитель; 11 – оттяжная пружина; 12 – трубка подачи жидкости; 13 – трубка подвода воздуха; 14 – клапан выпуска воздуха; 15 – сферическая регулировочная гайка; 16 – толкатель поршня пневмоусилителя; 17 – защитный чехол; 18 – пневмоусилитель

 

Рисунок 9.2 - Сцепление автомобилей КамАЗ

 

С целью обеспечения чистоты выключения сцепления на шипах среднего ведущего диска размещен рычажный механизм 4 принудительного отведения диска. Его пружина постоянно стремится повернуть Z – образный рычаг, который одной лапкой упирается в сухарь, запрессованный в маховик 2, а другой – в специально закаленное место на нажимном диске 7. При включенном сцеплении усилие нажимных пружин 16 значительно больше, чем усилие пружин отжимных рычагов 4, и диск 6 плотно прилегает к фрикционным накладкам ведомых дисков 3, 5. При выключении сцепления нажимной диск 7 отходит от среднего 6, который, в свою очередь, упираясь лапками рычагов 4 в маховик 2 и нажимной диск 7, под действием пружин занимает среднее положение, обеспечивая при этом чистоту выключения.

Сцепление автомобилей КамАЗ имеет два ведомых диска 3 и 5 с демпферами крутильных колебаний: один установлен между маховиком 2 и средним ведущим диском 6, другой – между средним ведущим 6 и нажимным диском 7.

Ведомый диск с демпфером в сборе состоит из диска-держателя с фрикционными накладками, ступицы диска и демпфера, состоящего из двух обойм, двух дисков, двух колец и восьми пружин.

Диск-держатель в сборе с фрикционными накладками и кольцами демпфера устанавливается на ступицу таким образом, чтобы совпали окна для пружин демпфера. В окнах устанавливаются восемь пружин, а затем с обеих сторон к ступице приклепываются диски демпфера и обоймы.

Крутящий момент, развиваемый двигателем, через поверхности трения ведущих дисков передается на фрикционные накладки и далее на ведомый диск. От ведомого диска момент через восемь постоянно сжатых цилиндрических пружин передается на диск демпфера и далее через ступицу на первичный вал коробки передач. Диски демпфера выполнены в виде тарельчатой пружины и постоянно прижимаются к кольцам демпфера, образуя самостоятельную фрикционную пару.

Нажимное устройство включает в себя двенадцать нажимных пружин 16, установленных между кожухом 17 сцепления и нажимным диском 7, под действием которых ведомые 3, 5 и средний ведущий 6 диски зажимаются между нажимным диском 7 и маховиком 2. Пружины 16 опираются на бобышки нажимного диска 7 через шайбы и подкладки из термоизоляционного материала 18.

Механизм выключения состоит из четырех рычагов выключения 9 сцепления с деталями крепления, упорного кольца 14 и муфты 12 выключения с подшипником 11.

Муфта 12 выключения сцепления с подшипником 11 в сборе установлена на крышку переднего подшипника коробки передач. Муфта 12 под действием пружин постоянно прижимается запрессованными в нее сухарями к лапкам вилки 13 выключения сцепления, при этом между муфтой 12 выключения сцепления и упорным кольцом 14 поддерживается зазор (3,6±0,4) мм, чем обеспечивается полнота включения сцепления. Подшипник 11 муфты снабжен постоянным запасом смазки. Для смазки муфты выключения установлены шланг подачи смазки и масленка на картере сцепления. 

Привод (рисунок 9.2,б) состоит из педали 1 с оттяжной пружиной 11, валом и рычагом 7, главного цилиндра 2 с бачком 5, пневмоусилителя 18, вилки 13 выключения сцепления (рисунок 9.2,а) с валом и рычагом, трубопроводов 12 (рисунок  9.2) и шлангов.

Применяемая рабочая жидкость – «Нева» («Томь»), объем 0,48 л. Замена 1 раз в год при сезонном обслуживании.

Главный цилиндр (рисунок 9.3,а) состоит из корпуса цилиндра 3, поршня 4, манжеты 5, пружины 6, пробки со штуцером 7, защитного чехла 1, толкателя (штока) 2 и компенсационного бачка 8. При опущенной педали сцепления между толкателем 2 и поршнем 4 имеется зазор А, и полости корпуса 3 через отверстие в поршне сообщаются между собой. При воздействии водителя на педаль сцепления толкатель 2, жестко связанный с ней, начинает перемещаться вниз, выбирая зазор между собой и поршнем 4 (свободный ход педали), и, уперевшись в поршень 4, перекрывает отверстие в нем, предотвращая перетекание жидкости из верхней полости в нижнюю (разобщив компенсационную и рабочую полости). При дальнейшем ходе педали толкатель 2 перемещает поршень 4 вниз, который, в свою очередь, вытесняет рабочую жидкость в трубопровод для совершения работы.

 

 

 

 

 

 

а                                                       б

а) главный цилиндр сцепления: 1 – защитный чехол; 2 – толкатель; 3 – корпус главного цилиндра; 4 – поршень; 5 – манжета; 6 – пружина; 7 – пробка; 8 – бачок; А – зазор; Б – уровень жидкости; б) пневмоусилитель привода сцепления: 

1 – сферическая гайка; 2 – контргайка; 3 – толкатель поршня выключения сцепления; 4 – защитный чехол; 5 – поршень выключения сцепления; 6 – следящий поршень; 7, 21, 24, 26 – манжеты; 8 – перепускной клапан; 9 – предохранительный клапан; 10 – мембрана следящего устройства; 11 – седло мембраны; 12 – пробка; 13 – возвратная пружина; 14 – крышка подвода воздуха; 15 – стержень клапанов; 16 – впускной клапан; 17 – выпускной клапан; 18 – пружина мембраны; 19 – передний корпус; 20 – пневматический поршень; 22 – пружина поршня; 23 – корпус уплотнения поршня; 25 – крышка подвода воздуха; 27 – задний корпус; I – подвод тормозной жидкости; II – подвод воздуха; А, Б, В – полости следящего устройства

 

Рисунок 9.3 - Приборы привода сцепления

 

При отпускании водителем педали 1 (рисунок 9.3,а) толкатель под действием оттяжной пружины 11 и поршень 4 под воздействием своей пружины 6 вернутся в исходное положение. При этом между поршнем 4 и толкателем 2 появится зазор А, откроется компенсационное отверстие в поршне 4, благодаря которому будет компенсироваться возможный сначала недостаток, а впоследствии избыток рабочей жидкости и будет обеспечена готовность привода к повторной работе без запаздывания.

Величина зазора А между поршнем и штоком (свободный ход педали сцепления 6-15 мм) изменяется поворотом эксцентрикового пальца 9 (рисунок 9.2,б). Ввиду отсутствия существенного износа взаимодействующих деталей эта регулировка не является эксплуатационной, а лишь установочной.

Пневмоусилитель18 служит для облегчения выключения сцепления. Он установлен справа на специальных лапах картера сцепления и крепится к нему двумя болтами.

Пневмоусилитель (рисунок 9.3,б) состоит из переднего корпуса 19 с крышками, заднего корпуса 27, следящего поршня 6 верхней секции с уплотнительной манжетой 7, поршня 5 выключения сцепления с толкателем 3 и сферической гайкой 1, пневматического поршня 20 нижней секции и следящего устройства, состоящего из мембраны 10, выпускного 17 и впускного 16 клапанов с седлами.

В исходном положении (сцепление включено) толкатель 3 под действием пружины прижимается к поршню 5, который, в свою очередь, штоком упирается в пяту пневматического поршня 20. Поршень 20 занимает крайнее правое положение, пружина поршня 22 разжата. Следящий поршень 6 под действием пружины 18 мембраны 10 находится в крайнем левом положении. Седло 11 мембраны 10 отсоединено от выпускного клапана 17 следящего устройства, и надпоршневое пространство пневматического поршня 20 через открытый клапан 17 и отверстие в седле 11 мембраны 10 сообщено с атмосферным отверстием, защищенным от попадания грязи предохранительным клапаном 9. Впускной клапан 16 следящего устройства под действием пружины 13 и давления воздуха в полости А прижат к седлу крышки подвода воздуха 14 и предотвращает попадание сжатого воздуха из пневмосистемы в надпоршневое пространство поршня 20.

При нажатии на педаль сцепления рабочая жидкость под давлением поступает в полость цилиндра поршня 5 выключения сцепления и далее по каналу в заднем корпусе 27 подводится к следящему поршню 6. Следящий поршень 6, перемещая седло 11 мембраны, закрывает выпускной клапан 17, открывает впускной клапан 16. Сжатый воздух из пневмосистемы поступает в надпоршневое пространство поршня 20. Поршень 20, имеющий большую площадь, под действием небольшого давления начинает перемещаться, сжимая пружину 22 и перемещая поршень 5 выключения сцепления. При этом усилие на поршне 5 складывается из сил давления жидкости в главном цилиндре и давления воздуха на поршень 20.

При работе сцепления крутящий момент, развиваемый двигателем, от коленчатого вала передается на маховик, средний ведущий и нажимной диски и далее через поверхности трения на ведомые диски. От ведомых дисков крутящий момент через демпфер передается на ступицы ведомых дисков и далее на первичный вал коробки передач.

При выключении сцепления толкатель пневмоусилителя поворачивает рычаг вала вилки, который, в свою очередь, поворачивает вал и связанную с ним вилку 13 выключения сцепления (рисунок 9.2,а). Вилка 13 своими лапками нажимает на сухари муфты 12 выключения сцепления, перемещает ее, выбирая зазор, до упора в упорное кольцо 14. При дальнейшем перемещении муфты 12 упорное кольцо 14 нажимает на лапки рычагов 9, поворачивает их на осях вилок 8 и отжимает нажимной диск 7 от ведомого диска 5, сжимая при этом нажимные пружины 16. Усилие прижатия поверхностей трения маховика 2, среднего ведущего 6 и нажимного 7 дисков к поверхностям трения ведомых дисков 3 и 5 уменьшается и при полном нажатии на педаль полностью снимается. Крутящий момент, развиваемый двигателем, на ведомые диски и далее на трансмиссию не передается. Оттяжные рычаги 4 среднего ведущего диска 6 под действием своих пружин поворачиваются и перемещают диск 6 в среднее положение, обеспечивая тем самым полноту выключения сцепления.

Регулировки сцепления

Свободный ход рычага вала вилки выключения сцепления, соответствующий зазору между упорным кольцом 14 и муфтой 12 выключения сцепления, проверяют перемещением вручную рычага 4 вала вилки от поверхности сферической гайки 15 (рисунок 9.2,б) толкателя 16 пневмоусилителя 18 привода сцепления (при этом необходимо отсоединить пружину от рычага). Если свободный ход рычага, замеренный на радиусе 90 мм, окажется менее 3 мм, то его отрегулировать сферической гайкой 15 толкателя 16 пневмоусилителя до величины 4-5 мм. Затем проверить полный ход толкателя 16 пневмоусилителя нажатием на педаль сцепления до упора, при этом полный ход толкателя должен быть не менее 25 мм.