Муфта сцепления и привод ее управления Советский патент 1983 года по МПК F16D13/04 F16D25/02 

(54) МУФТА СЦЕПЛЕНИЯ и ПРИВОД ЕЕ УПРАВЛЕНИЯ

I.- . . Изобретение относится к машиностроению, в частности к автомобилестроению, и предназначено для сцепления и управления сцеплением двигателя с потребителями его мощности.

Известна муфта сцепления, содержащая кожух, закрепленнЕлй на маховике коленчатого вала даигателя, ведомый диск, установленный на шлицах первичного вала коробки передач, подпружиненный нажимной диск, связанный через рычаги с гидроцилиндром привода сцепления, включгиощим поршень со штоком и закрепленным на картере. сцепления Cl3.

Известная постоянно замкнутая муфта сцепления имеет недостатки, снижающие ее надежность и долговечность, а именно: во включенном состоянии муфты сцепления имеет место передача нагрузки от замыкающих пружин через ведомый дшск и маховик на коленчатый вал двигателя, вызывающая повьдиенный износ его подшипников, возможен выход из строя муф„ш сцепления. при отказе в работе уплотнения между поршнем и корпусом гидроцилиндра V

Известен также привод управления иуфтой сцепления, который содержит

ледаль, шарнирно связанную с тягой управления муфтой, соединенную с поршнем главного цилиндра гидравлического привода включения сцепл)ения 2.

Данный привод обеспечивает управление работой только муфты сцепления, а для управления частотой вращения двигателя необходим дополнительный

10 привод управления.

Наиболее близкой к изобретению является муфта сцепления, содержащая кожух, закрепленный на маховике коленчатого вала двигателя, ведомый

15 диск, установленный на шлицах первичного вала коробки передач, и подпружиненный нажимной диск, связанный с гидроцилиндром привода сцепления , включающим поршень со што20ком Гз 3.

Наиболее близким к изобретению является привод управления муфтой сцепленияJсодержащий педаль, связанную с тягой управления муфтой З.

25

Во включенном состоянии этой муфты нагрузка от замыкающей пружины через нажимной диск передается на маховик и на коленчатый вал двигателя, что приводит к дополнительному

30 нагружению упорного подшипника коленчатого вала, снижающему надежность работы сцепления. Известный привод управления муфтой сцепления обеспечивает включение и выключение только сцепления. Для управления частотой вращения двигателя необходим дополнительный о дельный привод управления. Целью изобретения является повышение надежности работы муфты сцепле ния. Указанная.цель достигается тем, что в муфте сцепления, содержащей кожух закрепленный на маховике коленчатого вала двигателя, ведошлй диск, установленный на шлицах первичного вала коробки передач, и подпружиненный нажимной диск, связанный с гидроцилиндром привода сцепления, включающим корпус и поршень со штоком, нажимной диск установлен между маховиком и ведомым диском и прикреплен к корпусу гидроцилиндра, што поршня которого выполнен с отверстие для подачи рабочей жидкости и жестко закреплен на коленчатом валу, а корпус гидроцилиндра с нажимным диском подпружинены в направлении коленчато го вала и установлены в направляющих, выполненных в маховике, при это корпус гидроцилиндра со стороны штока сопряжен с возможностью продольно го перемещения с коленчатым валом и снабжен уплотнением. Кроме того, в поршне гидроцилиндра выполнено калиброванное отверстие, штоковая полость гидроцилиндра через отверстие, выполненное в колен чатом валу, сообщена с картером двигателя, а бесштоковая полость через отверстие в штоке и в коленчатом валу соединена с редукционным клананом, сообщенным с напорной магистрал ,насоса системы смазки двигателя и с картером двигателя. Внутренняя полость корпуса гидро цилиндра выполнена с карманами,имеющими отверстия, закрытые пробками. Такое выполнение муфты сцепления позволяет за счет замыкания силового потока по схеме корпус гидроцилиндра - нажимной диск - ведомый диск кожух - маховик - коленчатый вал шток поршчя - корпус гидроцилиндра исключить передачу нагрузок на подшипники коленчатого вала при включении сцепления, повысив тем самым надежность ее работы, позволяет исполь зовать в качестве гидропривода насос системы смазки двигателя и исключить необходимость наличия герметичного уплотнения между корпусом и поршнем гидроцилиндра, а также поз воляет обеспечить дополнительное цен рифугирование рабочей жидкости в гид роцилиндре, повышая ресурс двигателя Кроме того, с целью расширения функциональных возможностей привода управления муфтой сцепления, в; приводе, управления муфтой сцепления, содержащем педаль, связанную с тягой управления муфтой, концы педали шарнирно связаны с кривошипами концентрично расположенных валов, один из которых соединен с тягой, управляющей частотой вращения двигателя, а другой соединен с тягой управления муфтой и снабжен фиксатором его положения. Такое выполнение привода муфты сцеплеиия позволяет расширить его функциональные возможности за счет обеспечения возможности управления от одной педали частотой вращения двигателя и сцеплением. На фиг. 1 иэобрсокена муфта сцепления, общий видJ осевой разрез; на фиг,2 - редукционный клапан, разрез на фиг.З - развертка поверхности золотника; на фиг.4 - корпус от гидроцилиндра ; на фиг.5 - привод управления муфтой сцепления. На коленчатом валу 1 закреплен болтами 2 маховик 3. К четырем приливам маховика 3 через пакеты регулировочных прокладок 4 крепится -болтами 5 кожух б, в четыре выреза которого вставлены наружные концы рычагов 7 и шипы диска 8, оттянутого пружинами 9 в сторонукожуха б до упора в рычаги. В углублении коленчатого вала жестко закреплен посредством болта 10 шток 11 поршня 12 гидроцилиндра привода сцепления. Поршень 12 расположен в корпусе 13 гидроцилиндра и снабжен уплотнительным кольцом 14. Поршень 12 делит внутреннее пространство корпуса гидроцилиндра на две. полости: штоковую полость А и бесштоковую полость Б. Штоковая полость А соединена отверстиями 15 в корпусе 13 гидроцилиндра и отверстием 16 в коленчатом валу с картером.17 двигателя. Бесштоковая полость Б через отверстие 18,. выполненное в бобьллке 19 корпуса гидроцилиндра, отверстие 20 штока 11, отверстие 21 коленчатого вала и кольцевую канавку во вкладышах 22 сообщена с редукционным клапаном 23. Ведомый диск 24 муфты сцепления установлен на шлицах первичного вала 25 коробки передач, а нажимной диск 26 установлен между маховиком 3 и ведомым диском 24 и прикреплен к корпусу 13 гидроцилиндра. Разъем .корпуса гидроцилиндра уплотнен прокладкой 27 и стянут шестнадцатью болтами 28, каждый четвертый болт одновременно крепит к корпусу 13 гидроцилиндра нажимной диск 26, соединенный с маховиком четырьмя парами пластинчатых пружин (не покаэано) Эти пластинчатые пружины удерживают нажимной диск и гидродилиндр от окружного смещения относительно маховика 3, не препятатвуя их осевому перемещению. Между корпусом 13 гидроцилиндра и поршнем 12 установлена коническая пружина 29, отводящая корпус гидроци линдра от ведомого диска и выключающая сцепление. Корпус 13 гидроцилинд ра со стороны штока сопряжен с возможностью его продольного по оси што ка перемещения с коленчатым валом, Направляющими для осевого перемещения корпуса гидроцилиндра служат цилиндрические пове)хности, расточка 30 в коленчатом валу, сопряженная с цилиндрическим выступом 31 корпуса гидроцилиндра, уплотненного манже том 32, поджатым пружиной 33; наружная поверхность штока 11 и внутрення поверхность выступа 31 корпуса) внутренняя поверхность штока 11 и бобышка 19, закрепленная на корпусе гидроцилиндра; контактирующие поверх ности поршня 12 и корпуса 13. Дополнительной направляющей поверхностью может служить внутренняя поверхность приливов маховика, сопряженная с поверхностью корпуса гидроцилиндра. Внутренняя полость корпуса гидроцилиндра выполнена с карманами 34, имеющими отверстия, закрытые пробками 35. Эти кольцевые карманы служат для сбора в них центрифуговых отложений. Для увеличения емкости этих карманов и удобства удаления из них отложений без разборки сцепления сле дует корпус гидроцилиндра выполнить квадратным (фиг.4) с пробками 35 по вершинам углов. Для управления сцеплением путем плавного изменения давления рабочей жидкости установлен редукционный кла .пан 23, который соединен штуцером 36с картером двигателя и штуцером 37с напорной магистралью насоса 38 системы смазки двигателя. Устройство редукционного клапана представлено на фиг.2. Он содержит корпус 39 со сквозным цилиндрическим отверстием, по которому может свободно перемещаться в осевом и окружном направлении полый цилиндрический золотник 40, разделенный заглушкой 41 на две полости: левую, соединенную со сливом через кольцевую канавку и две продольных канавки в корпусе, и правую рабочую. В стенках золотника 40 симметрично, выполнены два сквозных фигурных выреза 42, как показано на его развертке по фиг.З, а в корпусе 39 над этими вырезами выполнены диаметрально противоположные (.-для разгрузки золотника от поперечных сил) две пары овальных отверстий, положение которых относительно фигурных вырезов золотника показано пунктиром на его развертке в положении слива. Левая пард отверстий кольцевым маслопро.водом 43, штуцером 36 и трубопроводом 44 соединена со сливом в картер. К правой паре отверстий через второй такой же кольцевой маслопровод 4 5 , штуцер 37 и трубопровод 46 подведено давление рабочей жидкости от напорной магистрали насоса 38 после полнопоточной центрифуги. Оба кольцевых маслопровода 43 и 45 уплотнены тремя рези-новыми кольцами 47 и зажаты-между уступом корпуса и торцами крышки 48, навинченной на резьбу корпуса 39. В крыигку 48, ввернут штуцер 49, через который подается рабочая жидкость в гидроцилиндр привода сцепления при его включении и возвращается на слив при выключении сцепления. В центральном отверстии крышки 48 на резьбе закреплен упорный стержень 50, зафиксированный гайкой 51, который ограничивает перемещение золотника вправо и воспринимает через пяту 52 на шapикoпo ЦlIИпникe усилие пружины 53. Пружина 53 одним концом опирается на пяту 52, а другим через регулировочную шайбу 54 и стопорное кольцо 55 давит на золотник 40 и перемещает,его вправо до упора заглушкой в упорный стержень 50. В левой части корпуса 39 для поворота золотника имеется вал 56 с рычагом 57. Одним концом вал опирается на подшипник 58 и уплотнен сальником 59, а другим концом входит четырьмя шипами в прямоугольные вырезы золотника 40, которые не препятствуют осевому перемещению золотника. Для крепления редукционного клапана к двигателю служит прилив с двумя отверстиями. Примененный для управления сцеплением редукционный клапан имеет мало подвижных деталей, которые работают в смазке и оказывают малое сопротивление повороту его рычага при управлении. Это позволяет осуществить управление сцеплением и управление частотой вращения двигателя от одной общей педали. Привод управления муфтой сцепления (фиг.5) содержит педаль 60, соединенную тремя шарнирами с кривошипами 61 н 62. С кривошипом 61 педаль соединена посредством серег 63.Кривошипы связаны с концентрично расположенными валами 64 и 65, один из этих валов 64 выполнен полым, а другой вал 65 проходит внутри его отверстия. На валу 64 закреплен рычаг 66, соединенный тягой 67 с механизмом, управляющим частотой вращения двигателя, например с дросселем карбюратора. На валу 65 закреплен фигурный рычаг 68 и свободно посажен рычаг 69, соединенный тягой 70 с рычагом 57 редукционного клапана

При нажатии носком ноги на верхний конец педали 60 поворачивается только вал 64 с рычагом 66, растягиая возвратную пружину 71 и увелиивая открытие дросселя карбюратора. цепление при этом не включается, ак как фигурные вырезы золотника 40 закрывают отверстия нагнетательного кольцевого маслопровода 45, а открыват отверстия сливного трубопровода 44,

При нажатии пяткой ноги на нижний О конец педали поворачивается только вал 65 с фигурным рычагом 68, который пружиной 72 поворачивает и рычаг 69 на включение сцепления через, тягу 70, возвратная пружина .73 при этом растя- 5 гивается, открытие дросселя не увеличивается.

При нажатии на всю полость педали 60 она перемещается вниз и поворачивает одновременно оба вала 64 и 65, 20 поэтому одновременно включается сцеплe иe и увеличивается открытие дросселя , при этом верхний конец педали по отношению к нижнему ее концу можно перемещать быстрее или медленнее, страивая режим работы двигателя под темп включения сцепления.. При этом золотник 40 поворачивается, закрывает отверстия в корпусе 39, соединенные с картером 17,. а затем наклонной кромкой фигурного выреза открывает отверстия напорной магистрали, пропуская из системы смазки рабочую жидкость через отверстие 21 коленчатого вала, отверстие 20 штока 11, отверстие 18 в бобышке 19 в бесштоковую 35 полость Б гидроцилиндра. Возрастающее давление рабочей жидкости в этой полости, сжимая пружину 29, перемещает корпус 13 гидроцилиндра вместе с закрепленным на нем нажимным диском 26 40 на замыкание сцепления и заставляет перетекать жидкость через калиброванное отверстие 74 в поршне 12, как показано на фиг.5, и через неплотности ПОрШНГЯ в ШТОКОВУЮ полость А, дс

заполняя ее, подвергаясь центрифугированию, и затем в картер 17 по отверстиям 15 и 16. Это же давление, действуя на заглушку 41 и сжимая пружину 53, перемещает золотник 40 „ влево до закрытия его фигурными вырезами отверстий напорной магистрали, чем и ограничивается дальнейшее нарастание давления в бесштоковой :полости Б.

Чем больше нажат нижний конец педали 60, тем больше повернут золотник и тем больше будет давление рабочей жидкости, т.е. тем с большей силой замыкаются диски сцепления. Так выполняется трогание автомобиля с места. 6 конце хода педали вниз нижний ее конец фиксируется фиксатором 75, размещенным у нижнего конца педали, и в дальнейшем она работает, как. педаль газа.65

Выключается сцепление на ходу

Автомобиля при переключении передач или снятием ноги с педали. С отводом фиксатора 75 пяткой.ноги или электрюмагнитом 76, управляемого от кнопки на рычаге переключения передач, пов.орачивается только 69, посаженный свободно на валу 65, а пружина 72 работает как возвратная.Плавность замыкания сцепления при этом обеспечивается постепенным повышением давления масла в системе смазки двигателя с увеличением его числа оборотов.

При длительном движении автомобиля накатом с выключенным сцеплением и включенной передачей нога водителя опирается на фикса1ор 75, не касаясь педали.

В данной постоянно разомкнутой муфте сцепления с гидроприводом от системы смазки двигателя основ1ше положительные свойства достигнуты за счет компактного размещения гидроцилиндра увеличенной площади с закрепленным на коленчатом валу поршнем в механизме муфты сцепления. Это дает возможность при небольшом давлении рабочей жидкости получить достаточное замыкающее усилие на нажимном диске, расположенном между маховиком и ведомым диском, позволяет разгрузить подшипники коленчатого вала и. повысить надежность работы муфты сцепления в целом, получить кратчайшие пути рабочей жидкости и выполнить все маслопроводы сверлениеями по стенкам блока двигателя, и расположить привод управления в верхней части двигателя - в месте, доступном для осмотра, защищенном от загрязнений, .снизить верхний предел рабочего давления в гидроцилиндре, что позволяет использовать систему смазки с боль шим запасом по давлению.

Так как гидроцилиндр выполнен двухполостным с заполнением при работе обеих полостей маслом и с медленной циркуляцией масла из бесштоковой полости Б в штоковую полость А через калиброванное отверстие в поршне и через его неплотности в цилиндре; возможно выполнение негерметичного сопряжения поршня с корпусом гидроцилиндра , так как надежное уплотнение требуется по небольшому и не подверженному давлению масла и быстрому износу периметру хвостовика корпуса гидроцилиндра, что исключает потеро масла и замасливание дисков, возможио дополнительное центрифугирование рабочей жидкости масла, повышающее ресурс двигателя, быстрое стабилизирование рабочей температуры сцепления при низких температурах или его перегреве..

Чтобы обеспечить замыкание сцепления усилием водителя при неработаютем двигателе (пуск буксированием), внешний нажимной диск выполнен подвижным в осевом направлении и оттяну более слабыми пружинами.

Выполнение привода муфты сцепления от педали, связанной также с механизмом изменения частоты вращения двигателя, позволяет расширить его функциональные возможности, упростить управление сцеплением.

Формула изобретения

1.Муфта сцепления, содержащая кожух, закрепленный на маховике коленчатого вала двигателя,. ведомый диск, установленный на шлицах первичного вала коробки передач, и подпружиненный нажимной диск, связанный с гидроцилиндром привода сцепления, включающим корпус и поршень со Штоком, отличающаяс я тем, что, с целью повышения надежности работы муфты, нажимной диск установлен между маховиком и диском и прикреплен к корпусу гидроцилиндра, шток поршня которого выполнен

с отверстием для подачи рабочей жидкости и жестко закреплен на коленчатом валу, а корпус гидроцилиндра с нажимным диском подпружинены в направл1ении коленчатого вала и установлены в направляющих, выполненных в маховике, при этом корпус гидроцилиндра со стороны штока сопряжен с возможностью продольного перемещения с коленчатым валом и снабжен уплотнением.

2.Муфта сцепления по п.1, о тличающаяся тем, что в поршне гндроцилиндра выполнено калиброванное отверстие, штоковая полость гидроцилиндра через отверстие, выполненное в коленчатом валу, сообщена с картером двигателя, а бесштоковая полость через отверстие в штоке и в коленчатом валу соединена с редукционным клапаном, сообщенным с напорной магистралью насоса системы смазки двигателя и с картером двигателя.

3.Муфта сцепления по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, внутренняя полостькорпуса гидроцилиндра выполнена скарманами, имеющими отверстия, закрытые пробками.

4.Привод управления муфтой сцепления, содержащий педаль, связанн по с тягой управления муфтой, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, KOHtyj педали шарнирно связаны с кривошипами концентрично расположенных валов, один из кото:рых соединен с тягой, управляющей частотой вращения двигателя, а дру;гой соединен с тягой управления муфтой и снабжен фиксатором его положения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 2969052,.кл.123-179 опублик., 1961.

2.Литвинов А.С. и др. Шасси автомобиля. М.,, Машгиз, 1963, с.34, фиг.18. .

3.Брисов В.И. и др. Автомобиль ГАЗ-24 Волга. М. ,Транспорт, 1971,

с.90-93.