Муфта сцепления и привод ее управления

ОПИСАНИЕ 1004ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет 51 М. Кл.зГ 16 О 13/04 Г 16 О 25/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 150383, Бюллетень МО 10 РЗ) УДК 629. 113- -578.522(088.8) Дата опубликования описания 150383- ф щнпвщ ю(54) МУФТА СЦЕПЛЕНИЯ И ПРИВОД ЕЕ УПРАВЛЕНИЯ 20 Изобретение относится к машиностроению, в частности к автомобиле-. строению, и предназначено для сцепления и управления сцеплением двигателя с потребителями его мощнос ти.Известна муфта сцепления, содержащая кожух, закрепленный на маховике коленчатого вала двигателя, ведомый диск, установленный на шлицах 10 первичного вала коробки передач, подпружиненный нажимной диск, связанный через рычаги с гидроцилиндром привода сцепления, включающим поршень со штоком и закрепленным на картере. сцепления 1.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 диск и маховик на коленчатый вал двигателя, вызывающая повышенный износ его подшипников, возможен выход иэ строя муфты сцепления при отказе в работе уплотнения между поршнем и корпусом гидроцилиндра.:Известен также привод управления ,муфтой сцепления, который содержит.педаль, шарнирно связанную с тягой управления муфтой, соединенную с поршнем главного цилиндра гидравлического привода включения сцепления 2 .Данный привод обеспечивает управление работой только муфты сцепления, а для управления частотой вращения двигателя необходим дополнительный привод управления. Наиболее близкой к изобретению является 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 поршень со што- ком ГЗ 3.Наиболее близким к изобретению является привод управления муфтой сцепления, содержащий педаль, связанную с тягой управления муфтой 3 .Во включенном состоянии этой муфты нагрузка от замыкающей пружины через нажимной диск передается на маховик и на коленчатый вал двигателя, что приводит к дополнительному нагружению упорного подшипника колен 1004681чатого вала, снижающему надежностьработы сцепления.Известный привод управления муфтой сцепления обеспечивает включение и выключение только сцепления.для управления частотой вращения 5двигателя необходим дополнительный отдельный привод управления,Целью изобретения является повышение надежности работы муфты сцепления. 10Указанная. цель достигается тем,что в муфте сцепления, содержащейкожух, закрепленный на маховике коленчатого вала двигателя, ведомыйдиск, установленный на шлицах первичного вала коробки передач, и подпружиненный нажимной диск, связанныйс гидроцилиндром привода сцепления,включающим корпус и поршень со штоком, нажимной диск установлен междумаховиком и ведомым диском и прикреплен к корпусу гидроцилиндра, штокворшня которого выполнен с отверстиемдля подачи рабочей жидкости и жесткозакреплен на коленчатом валу, а корпус гидроцилиндра с нажимным дискомподпружинены в направлении коленчатого вала и установлены в направляющих, выполненных в маховике, при этбмкорпус гидроцилиндра со стороны што-ка сопряжен с возможностью продольно- ЗОго перемещения с коленчатым валоми снабжен уплотнением.Кроме того, в поршне гидроцилиндра выполнено калиброванное отверстие, штоковая полость гидроцилиндра 35через отверстие, выполненное в коленчатом валу, сообщена с картером двигателя, а бесштоковая полость черезотверстие в штоке и в коленчатомвалу соединена с редукционным клапаном, сообщенным с напорной магистралью,насоса системы смазки двигателя ис картером двигателя.Внутренняя полость корпуса гидроцилиндра выполнена с карманами, имеющими отверстия, закрытые пробками.Такое выполнение муфты сцепленияпозволяет за счет замыкания силовогопотока по схеме корпус гидроцилиндра - нажимной диск - ведомый дисккожух - маховик - коленчатый вал50шток поры я - корпус гидроцилиндраисключить передачу нагрузок на подшипники коленчатого вала при включении сцепления, повысив тем самым надежность ее работы, позволяет использовать в качестве гидропривода насос системы смазки двигателя иисключить необходимость наличия герметичного уплотнения между корпусоми поршнем гидроцилиндра, а также поз 60валяет обеспечить дополнительное центрифугирование рабочей жидкости в гидроцилиндре, повьыая ресурс двигателя.Кроме того, с целью расширенияФункциональных воэможностей привода 65 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 сцепления позволяет расширить его функциональные возможности за счет обеспечения возможности управления от одной педали частотой вращения двигателя и сцеплением.На фиг.1 изображена муфта сцепления, общий вид, осевой разрез; на фиг.2 - редукционный клапан, разрез; на фиг.3 - 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 поршнк 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 бобышке 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 гидроцилиндрот окружного смещения относительно10 са гидроцилиндра, уплотненного манже том 32, поджатым пружиной 33, наруж 30 40 45 65 маховика 3, не препятствуя их осевому перемещению.Между корпусом 13 гидроцилиндра и поршнем 12 установлена коническая пружина 29, отводящая корпус гидроцилиндра от ведомого диска и выключающая сцепление. Корпус 13 гидроцилиндра со стороны штока сопряжен с возможностью его продольного по Оси штока перемещения с коленчатым валом.Направляющими для осевого перемещения корпуса гидроцилиндра служат цилиндрические поверхности, расточка 30 в коленчатом валу, сопряженная с цилиндрическим выступом 31 корпуная поверхность штока 11 и внутренняя поверхность выступа 31 корпуса;внутренняя поверхность штока 11 ибобышка 19, закрепленная на корпусе гидроцилиндраф контактирующие поверхности поршня 12 и корпуса 13. Дополнительной направляющей поверхностьюможет 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 служатдля сбора в них центрифуговых отложений. Для увеличения емкости этихкарманов и удобства удаления из них отложений без разборки сцепления следует корпус гидроцилиндра выполнитьквадратным (фиг.4) с пробками 35по вершинам углов.Для управления сцеплением путемплавного изменения давления рабочей жидкости установлен редукционный кла,пан 23, который соединен штуцером 36 с картером двигателя и штуцером 37 с 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, соедивенную 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.3, 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 пара отверстий кольцевым маслопро 50 55 60 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 резиновыми кольцами 47 и зажаты между уступом корпу.- са и торцами крышки 48, навинченной на резьбу корпуса 39. В крышку 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 шарикоподшипнике 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 и 62. С кривошипом 61 педальсоединена посредством серег 63,Кривошипы связаны с концентрично расположенными валами 64 и 65, один изэтих 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 клапанаПри нажатии носком ноги. на верхний конец педали 60 поворачивается только вал 64 с рычагом бб, растягивая возвратную пружину 71 и увеличивая открытие дросселя карбюратора. Сцепление при этом не включается, так как фигурные вырезы золотника 40 закрывают отверстия нагнетательного кольцевого маслопровода 45, а открывают отверстия сливного трубопровода 44.При нажатии пяткой ноги на нижний 10 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 гивается, открытие дросселя не увели" чивается.При нажатии на всю полость педали 60 она перемещается вниз и поворачивает одновременно оба вала 64 и 65, 2 О поэтому одновременно включается сцепление и увеличивается открытие дросселя, при этом верхний конец педали по отношению к нижнему ее концу можно перемещать быстрее или медленнее, под 25 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 4 О на замыкание сцепления и заставляет перетекать жидкость через калиброванное отверстие 74 в поршне 12, как показано на фиг.5, и через неплотнОсти поршня в штОковую пОлОсть А 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 40влево до закрытия его фигурными вырезами отверстий напорной магистрали, чем и ограничивается дальнейшеенарастание давления в бесштоковойполости Б.Чем больше нажат нижний конец педали 60, тем больше повернут золотник и тем больше будет давление рабочей жидкости, т.е. тем с большейсилой замыкаются диски сцепления. Таквыполняется трогание автомобиля с 6 Оместа. В конце хода педали вниз нижний ее конец фиксируется фиксатором 75, размещенным у нижнего концапедали, и в дальнейшем Она работает, как, педаль "газа", 6 Выключается сцепление на ходу автомобиля при переключении передач или снятием ноги с педали. С отводом фиксатора 75 пяткой. ноги или электромагнитом 76, управляемого от кнопкина рычаге переключения передач, поворачивается только рычаг 69, посаженный свободно на валу 65, а пружина 72 работает как возвратная.Плавность замыкания сцепления при этомобеспечивается постепенным повышением давления масла в системе смазкидвигателя с увеличением его числаоборотов.При длительном движении автомобиля накатом с выключенным сцеплениеми включенной передачей нога водителяопирается на фиксатор 75, не касаясь педали.В данной постоянно разомкнутой муфте сцепления с гидроприводом от системы смазки двигателя основные положительные свОЙства достигнуты за счеткомпактного размещения гидроцилиндраувеличенной площади. с закрепленнымна 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 повыситьнадежность работы муфты сцепления вцелом, получить кратчайшие пути рабочей жидкости и выполнить все маслопроводы сверлениеями по стенкам блока двигателя, и расположить приводуправления в верхней части двигателя - в месте, доступном для осмотра, защищенном от загрязнений, снизить верхний предел рабочего давления в гидроцилиндре, что позволяетиспользовать систему смазки с большим запасом по давлению,Так как гидроцилиндр выполнен двухполостным с заполнением при работеобеих полостей маслом и с медленнойциркуляцией масла из бесштоковойполости Б в штоковую полость А черезкалиброванное отверстие в поршне ичерез его неплотности в цилиндре;возможно выполнение негерметичногосопряжения поршня с корпусом гидроцилиндра, так как надежное уплотнениетребуется по небольшому и не подверженному давлению масла и быстрому износу периметру хвостовика корпусагидроцилиндра, что исключает потерюмасла и замасливание дисков, возможно дополнительное центрифугированиерабочей жидкости масла, повышающеересурс двигателя, быстрое стабилизирование рабочей температуры сцепленияпри низких температурах или его перегреве.Чтобы обеспечить замыкание сцеппения усилием водителя при неработающем двигателе (пуск буксированием), внешний нажимной диск выполнен.подвижным в осевом направлении и оттянут 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.10Формула изобретения1. Муфта сцепления, содержащая кожух, закрепленный на маховике коленчатого вала двигателя, ведомый диск, установленный на шлицах первичного вала коробки передач, и поднружиненный нажимной диск, связанный с гидроцилиндром привода сцепления, включающим корпус н поршень со штоком, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности. работы муфты, нажимной диск установлен между маховиком и ведомым 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 направлении коленчатого вала и установленй в направляющих, выполненных в маховике, при этом корпус гидроцилиндра со. стороны штока сопряжен с возможностью продольного перемеще ния с коленчатым валом и снабжен уплотнением.2. Муфта сцепления по п.1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что в поршне гидроцилиндра 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, о т л и ч .а ю щ а я с я тем, что, внутренняя полостькорпуса гидро- цилиндра выполнена скарманами,.имеющими отверстия, закрытые пробками.4. Привод управления муфтой сцепления, содержащий педаль, связанную с тягой управления муфтой, о т л и- чающий с я тем, что, с целью расширения его Функциональных возможностей, концы педали шарнирно связаны с кривошипами концентрнчно расположенных валов, один из которых соединен с тягой, управляющей частотой вращения двигателя, а другой соединен с тягой управления муфтой и снабжен фиксатором его положения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 92969052,.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, АвтомобильГАЗфВолга". М.,зТранспорт", 1971,с,90-93.1004681 Составитель И.БарковРедактор М.Дылын Техред Ж.Кастелевич, Корректор,В Бутяг Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн каз 1837/46 Тираж 923ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений и113035, Москва, Ж,Подписноеомитета СССРкрытийушская наб., д. 4/