Схватить

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) Эта статья, возможно, содержит оригинальные исследования . Пожалуйста, улучшите его , проверив сделанные утверждения и добавив встроенные цитаты . Заявления, содержащие только оригинальные исследования, следует удалить. ( Март 2015 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален Поиск источников:  «Clutch»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( август 2012 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Одиночный фрикционный диск с сухим сцеплением. Шлицевая втулка крепятся к диску с пружинами на влажную болтовню.

Сцепления представляет собой механическое устройство , которое входит в зацепление и передача мощности отключается , , особенно от ведущего вала ( ведущий вал ) на ведомый вал. ^[1] Муфта действует как механическое соединение между двигателем и трансмиссией ; и на короткое время отключает или отделяет двигатель от трансмиссии и, следовательно, ведущих колес при каждом нажатии педали, позволяя водителю плавно переключать передачи.

В простейшем случае муфты соединяют и разъединяют два вращающихся вала (приводные валы или линейные валы ). В этих устройствах один вал обычно прикреплен к двигателю, а другой - к силовой установке (ведущему элементу). В то время как другой вал (ведомый элемент) обеспечивает выходную мощность для работы, и обычно задействованные движения являются вращательными, линейные муфты также возможны.

В динамометрическим контролируемой дрель , например, один вал приводится в движение с помощью электродвигателя, а также других дисков патрон дрели. ^[2] Муфта соединяет два вала, так что они могут быть заблокированы вместе и вращаться с одинаковой скоростью (включены), заблокированы вместе, но вращаться с разной скоростью (проскальзывание), или разблокированы и вращаться с разными скоростями (отключены).

Дизайн [ править ]

Муфты сухого трения [ править ]

В большинстве муфт используется сухое трение для передачи мощности от входного вала к выходному валу. Иногда требуется проскальзывание фрикционной муфты (когда сцепление частично включено, но валы вращаются с разными скоростями), например, когда автомобиль разгоняется с места; однако проскальзывание следует минимизировать, чтобы избежать повышенного износа.

В сцеплении тягового типа нажатие на педаль приводит к вытягиванию выжимного подшипника, чтобы выключить сцепление. В сцеплении нажимного типа нажатие на педаль толкает выжимной подшипник, чтобы выключить сцепление.

Многодисковые муфты , состоящие из нескольких фрикционных дисков, расположенных концентрически, иногда используются для уменьшения диаметра сцепления или для обеспечения различных «стадий» проскальзывания (например, в дрэг-рейсинге) для управления скоростью, с которой двигатель работает. крутящий момент передается на колеса при разгоне с места.

Материалы [ править ]

Обычным фрикционным материалом является смола на основе органического соединения с покрытием из медной проволоки или керамический материал. ^[3] Керамические материалы часто могут передавать более высокие крутящие нагрузки, но они могут вызывать повышенный износ маховика . До середины 1990-х годов асбест также использовался в дисках сцепления. ^{[ необходима цитата ]}

Подрессоренные центры и демпферы сцепления [ править ]

Диски сцепления могут включать в себя пружины, которые предназначены для изменения собственной частоты диска сцепления, чтобы уменьшить вибрацию или слышимый дребезжание из коробки передач, когда двигатель работает на холостом ходу на нейтрали.

Демпфер сцепления - это устройство, смягчающее реакцию сцепления / выключения сцепления. В автомобилях это часто обеспечивается механизмом в центрах дисков сцепления.

Муфты мокрого трения [ править ]

В мокром сцеплении фрикционный материал находится в масляной ванне (или имеет проточное масло), который охлаждает и смазывает сцепление. Это может обеспечить более плавное включение и более длительный срок службы муфты, однако мокрые муфты могут иметь меньшую эффективность из-за передачи некоторой энергии маслу. Поскольку поверхности мокрого сцепления могут быть скользкими (как в случае сцепления мотоцикла, залитого моторным маслом), штабелирование нескольких дисков сцепления может компенсировать более низкий коэффициент трения и тем самым исключить проскальзывание под действием мощности при полном включении.

В мокрых муфтах часто используется композитный бумажный материал.

Центробежные муфты [ править ]

Центробежная муфта автоматически включается при увеличении скорости входного вала и отключается при уменьшении скорости входного вала. Применяется в небольших мотоциклах , мотороллерах , бензопилах и некоторых старых автомобилях .

Конусная муфта [ править ]

Конусные муфты похожи на муфты с сухим фрикционным диском, за исключением того, что фрикционный материал нанесен на внешнюю сторону объекта конической формы. Обычное применение конических муфт - кольцо синхронизатора в механической коробке передач.

Клатчи для собак [ править ]

Собачьи муфты - это нескользящая конструкция сцепления, которая использовалась в несинхронных трансмиссиях .

Однооборотное сцепление [ править ]

Однооборотные муфты были разработаны в 19 веке для привода механизмов, таких как ножницы или прессы, где одно нажатие на рабочий рычаг или (позднее) нажатие кнопки приводило в действие механизм, включая муфту между источником питания и коленчатым валом машины. ровно на один оборот перед выключением сцепления. Когда сцепление выключено, а ведомый элемент неподвижен. Ранние конструкции, как правило, представляли собой собачьи сцепления с кулачком на ведомом элементе, который использовался для расцепления собачьих упоров в соответствующей точке. ^{[4] [5]}

В 20-м веке были разработаны сильно упрощенные однооборотные муфты, требующие гораздо меньших рабочих усилий и в некоторых вариантах, позволяющих выполнять фиксированную долю оборота за операцию. ^[6] Фрикционные муфты быстрого действия заменили собачьи муфты в некоторых приложениях, устраняя проблему ударных нагрузок на собачки при каждом включении сцепления. ^{[7] [8]}

Помимо использования в тяжелом производственном оборудовании, однооборотные муфты применялись во многих небольших машинах. В перфорационных машинах , например, нажатие на клавишу будет работать срабатывать один сцепление вращения для обработки самого последнего введенного номера. ^[9] В наборных машинах нажатие любой клавиши выбирает конкретный символ, а также включает одинарную муфту вращения, чтобы включить механизм для набора этого символа. ^[10] Точно так же в телетайпах получение каждого символа приводило в действие однооборотную муфту, приводящую в действие один цикл печатающего механизма. ^[11]

В 1928 году Фредерик Г. Крид разработал одновитковую пружинную муфту (см. Выше), которая особенно хорошо подходила для повторяющихся действий «старт-стоп», необходимых в телетайпах . ^[12] В 1942 году два сотрудника компании Pitney Bowes Postage Meter Company разработали улучшенную однооборотную пружинную муфту. ^[13] В этих муфтах винтовая пружина наматывается на ведомый вал и удерживается в раскрытом состоянии рычагом отключения. При срабатывании пружина быстро сжимается вокруг приводного вала, включая сцепление. В конце одного оборота, если расцепляющий рычаг был сброшен, он захватывает конец пружины (или прикрепленную к нему защелку), и угловой моментведомого элемента снимает напряжение пружины. Эти муфты имеют длительный срок службы - многие из них выполнили десятки и, возможно, сотни миллионов циклов без необходимости технического обслуживания, кроме периодической смазки.

Однооборотные муфты с каскадной защелкой заменили однооборотные муфты с витой пружиной в страничных принтерах, таких как телепринтеры , включая Teletype Model 28 и его последователи, используя те же принципы конструкции. Пишущие машинки IBM Selectric также использовали их. Обычно это узлы в форме дисков, установленные на ведомом валу. Внутри полого приводного барабана в форме диска находятся две или три свободно плавающих защелки, расположенных так, что при срабатывании сцепления защелки пружинят наружу, как колодки в барабанном тормозе.. При включении крутящий момент нагрузки на каждую собачку передается другим, чтобы удерживать их в зацеплении. Эти муфты не проскальзывают после блокировки и включаются очень быстро, порядка миллисекунд. Проекция поездки выходит за пределы сборки. Если рычаг расцепления включал этот выступ, сцепление отключалось. Когда рычаг расцепления освобождает этот выступ, внутренние пружины и трение входят в зацепление. Затем сцепление совершает один или несколько оборотов, останавливаясь, когда рычаг отключения снова включает выступ.

Отдача сцепления-тормоза [ править ]

Эти механизмы были обнаружены в некоторых типах электрических часов с синхронным двигателем. Было использовано много разных типов синхронных часовых двигателей, включая часы Hammond с ручным запуском до Второй мировой войны. Некоторые типы самозапускающихся синхронных двигателей всегда запускались при подаче питания, но в деталях их поведение было хаотичным, и они с одинаковой вероятностью начали вращаться в неправильном направлении. С ротором посредством одной (или, возможно, двух) ступеней понижающей передачи был связан пружинный тормоз сцепления. Пружина не вращалась. Один конец был закреплен; другой был свободен. Он двигался свободно, но близко к вращающемуся элементу, входящему в зубчатую передачу часов. Тормоз сцепления блокировался при вращении назад, но также имел некоторое пружинное действие. Инерция ротора, идущего назад, задействует муфту и заводит пружину. Когда он раскручивался,он перезапустил двигатель в правильном направлении. В некоторых конструкциях не было явной пружины как таковой - они были просто совместимыми механизмами. Механизм был смазан и износ не представлял проблемы.

Другой дизайн [ править ]

• Ременное сцепление : используется на сельскохозяйственном оборудовании, газонокосилках, мотоблоках и снегоуборщиках. Мощность двигателя передается через набор ремней , которые провисают при работе двигателя на холостом ходу, но натяжной шкив может натягивать ремни для увеличения трения между ремнями и шкивами.
• Электромагнитная муфта обычно включается электромагнитом, который является неотъемлемой частью узла муфты. Другой тип, муфты с магнитными частицами , содержат частицы под магнитным воздействием в камере между ведущим и ведомым элементами - приложение постоянного тока заставляет частицы слипаться и прилипать к рабочим поверхностям. Зацепление и проскальзывание заметно плавнее.
• Муфты с витой пружиной: они имеют спиральную пружину, обычно намотанную проволокой квадратного сечения. Они были разработаны в конце 19 - начале 20 века. ^{[14] [15]} В простой форме пружина прикреплена одним концом к ведомому элементу; его другой конец не прикреплен. Пружина плотно прилегает к цилиндрическому приводному элементу. Если приводной элемент вращается в направлении, которое приведет к раскручиванию, пружина мгновенно расширяется и проскальзывает, хотя и с некоторым сопротивлением. По этой причине пружинные муфты обычно необходимо смазывать легким маслом. Вращение приводного элемента в другую сторону заставляет пружину плотно обхватывать приводную поверхность, и сцепление очень быстро блокируется. Крутящий момент, необходимый для проскальзывания пружинной муфты, растет экспоненциально.с числом оборотов пружины, подчиняющимся уравнению шпиля .

Использование [ править ]

Автомобильные трансмиссии [ править ]

Механические трансмиссии

Большинство легковых и грузовых автомобилей с механической коробкой передач имеют сцепление, состоящее из фрикционного диска (дисков), который приводится в действие с помощью самой левой педали, при этом движение передается на сцепление с помощью гидравлики (главный и подчиненный цилиндры) или троса. Сцепление выключается только тогда, когда водитель нажимает педаль сцепления в сторону пола, поэтому по умолчанию трансмиссия подключена к двигателю. Предусмотрено «нейтральное» положение передачи, так что педаль сцепления может быть отпущена при неподвижном автомобиле.

Помимо стартов с места, сцепление обычно требуется для переключения передач. Хотя коробка передач не перестает вращаться во время переключения передач, через нее не передается крутящий момент, что снижает трение между шестернями и их зацеплениями. Выходной вал коробки передач постоянно соединен с главной передачей , затем с колесами, и поэтому оба всегда вращаются вместе с фиксированным передаточным числом. При выключенном сцеплении входной вал коробки передач может свободно изменять свою скорость при изменении внутреннего передаточного числа. Любая результирующая разница в скорости между двигателем и коробкой передач выравнивается, поскольку сцепление немного проскальзывает при повторном включении.

Сцепление обычно устанавливается непосредственно на лицевую сторону маховика двигателя , так как это уже обеспечивает удобный стальной диск большого диаметра, который может действовать как один ведущий диск сцепления. В некоторых гоночных сцеплениях используются небольшие многодисковые пакеты, которые не являются частью маховика. И сцепление, и маховик заключены в конический колокол коробки передач. В небольшом количестве автомобилей с передним расположением двигателя и задним приводом (например, Alfa Romeo Alfetta, Porsche 924 и Chevrolet Corvette C5) используется компоновка трансмиссии с трансмиссией, расположенной рядом с задней частью автомобиля; в этом случае сцепление устанавливается с трансмиссия (следовательно, карданный вал постоянно вращается вместе с двигателем, даже когда сцепление выключено).

АКПП

Некоторые автоматические трансмиссии используют муфту блокировки для предотвращения проскальзывания гидротрансформатора при движении на более высоких скоростях. Муфта блокировки предназначена для повышения экономии топлива за счет минимизации потерь энергии, вызванных проскальзыванием гидротрансформатора. ^[16]

Другое автомобильное использование [ править ]

В автомобилях сцепления используются не только в трансмиссии. Например, вентилятор охлаждения двигателя с ременным приводом может иметь термоактивируемую муфту. Ведущий и ведомый элементы разделены жидкостью на основе силикона и клапаном, управляемым биметаллической пружиной . Когда температура низкая, пружина заводится и закрывает клапан, что позволяет вентилятору вращаться со скоростью примерно от 20% до 30% скорости вала . Когда температура пружины повышается, она раскручивается и открывает клапан, пропуская жидкость через клапан, заставляя вентилятор вращаться со скоростью примерно от 60% до 90% скорости вала.

Другие муфты, например, для компрессора кондиционирования воздуха, включают муфты с электронным управлением, используя магнитную силу для соединения ведущего элемента с ведомым элементом.

Мотоциклы [ править ]

На мотоциклах обычно используется мокрое сцепление, при этом сцепление работает в том же масле, что и трансмиссия. Эти муфты обычно состоят из набора чередующихся фрикционных дисков и стальных пластин. На внешнем диаметре фрикционных дисков имеются выступы, которые фиксируют их в корзине, которая вращается коленчатым валом. Стальные пластины имеют выступы на внутреннем диаметре, которые фиксируют их на первичном валу трансмиссии. Комплект винтовых пружин или тарелка диафрагменной пружины прижимает диски друг к другу при включении сцепления.

На мотоциклах сцепление приводится в действие ручным рычагом на левом руле. Отсутствие давления на рычаг означает, что диски сцепления включены (движение), при оттягивании рычага назад к водителю диски сцепления отключаются с помощью троса или гидравлического привода, позволяя водителю переключать передачи или двигаться накатом. На гоночных мотоциклах часто используются скользящие муфты, чтобы устранить эффект торможения двигателем , который, будучи применен только к заднему колесу, может вызвать нестабильность.

См. Также [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме сцепления (сцепления) .

Ссылки [ править ]