Накладки фрикционные накладки сцепления
Фрикционные накладки сцепления
Рассмотрим типичное сцепление. Ведомый диск закреплен на первичном валу трансмиссии стальной шлицевой втулкой, отлитой или кованой. К стальной шпонке с помощью демпферного механизма, который поглощает вибрации двигателя, крепится каркас сцепления, выполненный из штампованных стальных пластин, соединенных в свою очередь металлическими заклепками. К каркасу крепятся фрикционные накладки, которые синхронизируют обороты коленчатого вала двигателя со скоростью выходного вала КП. На сегодняшний день органическая фрикционная композиция - самый распространенный материал. Он используется в 95% автомобилей. Органические накладки дешевы и неприхотливы, поэтому и используются в серийных автомобилях, ибо подходят для обычной эксплуатации при малых и средних нагрузках. Такой тип накладок обеспечивает мягкое включение сцепления и плавное начало движения, при этом имеет низкую надежность и износостойкость при жесткой, динамической эксплуатации. Если ресурс заводского сцепления для семейного, комфортного передвижения равен примерно 60-160 тыс.км, то при повышенных динамических нагрузках, будь то тюнингованный двигатель, либо просто агрессивная езда, накладки могут "рассыпаться" уже через 10 тыс.км.
При тюнинге двигателя увеличение мощности и, соответственно, крутящего момента часто заходит за 30% от серийного, что превышает расчетную нагрузку сцепления (запас на 20-50% выше номинального крутящего момента), которое просто начинает пробуксовывать и не передавать весь поток мощности от мотора к колесам. Возникает извечный вопрос: что делать (со сцеплением)? Один ответ - менять! На что? На современные тюнинговые детали.
Если сложилось впечатление, что органические накладки - это "отстой", то на самом деле все обстоит иначе. Конечно, утверждать, что вся "органика" плохая, нельзя. Поскольку каждый производитель использует свои материалы, их сочетание и свою технологию изготовления. Ведомые диски на одну и ту же машину, но от разных производителей, как правило, различны по динамическим показателям мягкости включения и долговечности.
При форсировании двигателя сцепление лучше заменить, чтобы оно соответствовало новым возможностям двигателя, так как серийное сцепление уже не "держит". А если стартовать с места при стрит-,драг-рейсинге или в слаломе, то оно вообще становится одноразовым. Немного придержал-передержал - и запахло горелым. Начинается процесс стремительного разрушения механизма. Постоянно пробуксовывающее сцепление сильно нагревается, а поскольку теплостойкость лучших органических накладок не превышает 2500С, а в большинстве случаев - 2000С, накладки перегреваются - следовательно, запекаются, теряя свой коэффициент трения, и, что еще хуже, растрескиваются и высыпаются.
Похожий результат менее вероятен с механизмом, ведомый диск которого оснащен накладками, выполненными из материала FiberTuff. В его состав входят керамический наполнитель, углеродное волокно и кевлар. Это материал разрабатывался как альтернатива органическим основам. По фрикционным качествам эти накладки очень похоже на органические, но обладают повышенной четкостью включения сцепления. Износостойкость накладок FiberTuff в 2-4 раза выше органических. Теплостойкость до 4000С. Ведомый диск с такими накладками можно порекомендовать тем, кто днем ездит на работу, а ночью стартует в стрит-рейсинге.
Еще делают фрикционные накладки из кевларового волокна - полимерного материала, пришедшего в автомобилестроение из авиакосмической промышленности. Кевлар применяется также для изготовления бронежилетов и кузовов суперкаров, вроде Ferrari Enzo - деталей весьма прочных и очень легких. Кевларовые сцепления обладают износостойкостью, в 5-10 раз превышающей стойкость к истиранию органических накладок. Накладки получаются долговечными. Они обладают повышенной жаропрочностью и не изнашивают рабочие поверхности маховиков и прижимных дисков. Но при установке требуют грамотного монтажа, а затем деликатной обкатки в течение длительного пробега (порядка 10 тыс.км). Теплостойкость кевларовых накладок достигает 3700С. Диск сцепления с такими накладками хорош при продолжительной жесткой эксплуатации машины.
Экстремальные условия эксплуатации сцепления обусловили появление в автомобилях металлокерамических дисков. Металлокерамика бывает разная: алюминиевая, чугунная для большинства производимых сцеплений применяют металлокерамические накладки, изготовленные на медной основе. Ведомые диски сцепления с этими накладками обладают высоким коэффициентом трения и выдерживают весьма высокие температурные режимы (до 6000С). Они очень популярны в автоспорте и тюнинге, поскольку при равных размерах диска передаваемый крутящий момент может возрасти вдвое. Недостаток таких накладок - их "агрессивность" к сопряженным деталям. Они относительно быстро изнашивают поверхности трения маховика и прижимного диска корзины. Посему рекомендованы для эксплуатации на спортивных и гоночных автомобилях.
Бескомпромиссным вариантом накладок является сцепления на базе углеродных композитов. Главная особенность их в том, что прижимной и ведомый диски , а также сопряженная поверхность маховика тоже выполнены из углерода. Такой триумвират обеспечивает необходимый коэффициент трения (поскольку коэффициент трения углерода по чугуну очень низкий) и максимальную износостойкость. Этот механизм из будущего обладает неимоверным температурным пределом (25000С). Долговечность раз в пять выше "органики". Единственный недостаток углеродных сцеплений - их высокая стоимость.
Существуют ведомые диски с тремя, четырьмя, шестью и восьмью сегментами металлокерамической накладки - кнопками - с каждой стороны.
Диски в виде трехлучевой звезды с темя кнопками используют в ситуациях, когда требуется передача максимальной мощности при минимальном весе узла. Применяются сугубо в спортивных автомобилях, ибо включаются очень резко, часто с пробуксовкой ведущих колес, что в обычных условиях ни к чему.
Четырехкнопочные диски имеют форму креста, работают гораздо мягче трехкнопочных и "живут" значительно дольше.
Шестикнопочные диски - самые плавные и долговечные из тюнинговых дисков, рекомендуются для кольцевых и раллийных автомобилей. В определенных случаях и для серийных машин.
Восьмисегментные накладки специально для использования на серийных автомобилях, где мощность сцепления и высокотемпературные качества предпочтительней плавности включения сцепления.
Ведомые диски сцепления бывают двух типов. С пружинной втулкой (демпфером), которая устраняет или смягчает ударный момент, возникающий при включении сцепления, и рекомендуется для всех типов автомобилей. Диски с жесткой втулкой используются для гоночных моделей, где предпочтение отдается мощности, легкости и жесткости работы. Отличаются жестким креплением шлицевой части с диском. Такие сцепления не рекомендуются для серийных и гоночных автомобилей, оснащенных "хрупкими" трансмиссиями или полным приводом. Ввиду возникающих ударных нагрузок в результате резкого включения сцепления могут "рассыпаться" КП и "провисать" оборванные полуоси. При этом автомобиль менее удобен при повседневной эксплуатации, так как плавно тронуться с места невозможно.
По конструкции сцепления тоже делятся на две категории: однодисковые и многодисковые. При этом для дисков, втулок и пружинок тюнинговых сцеплений высококлассные производители используют более качественные материалы и термообработку, что позволяет выдерживать нагрузку в 2-8 раз выше заводской. Но запомните: зачастую многие тюнинговые сцепления - это не что иное, как оригинальный каркас с более качественными накладками.
Тюнинг трансмиссии
Выбор коробки передачВыбор коробки передач |
 Типы редукторовТипы и характеристики редукторов |
Облегченный маховикЭффективность установки облегченных маховиков |
Виды фрикционных накладок сцепленияФрикционные накладки сцепления |
Подбор передаточных чисел кппПередаточные числа коробки передач |
Советы по тюнингу, тюнинг своими силами
Все о тюнинге коробки передач и двигателя, увеличиваем мощность двигателя и подбираем кпп.
двигатель тюнинг, общие советы
трансмиссия, рекомендации
vazclub.com
Фрикционные накладки для ведомого диска сцепления 170 x110
Для внесения изменений в конструкцию сцепления 170х110, нужно знать его устройство и принцип работы. Вращательный момент коленчатого вала с помощью маховика через ведомый диск передается на первичный вал коробки передач. Для смягчения ударных нагрузок в конструкции ведомого диска предусмотрен демпфирующий механизм.
Ведомый диск
Ведомый диск перемещается по первичному валу коробки на шлицах и специальной пружиной зажимается между прижимным диском и маховиком. При нажатии на педаль сцепления выжимной подшипник начинает давить на лепестки корзины сцепления, прижимной диск перестает давить на ведомый диск и прижимать его к маховику. Чтобы обеспечить плавное трогание автомобиля, ведомый диск снабжен фрикционными накладками. От них зависит качественная работа сцепления.
Диск сцепления
На серийном автомобиле устанавливается сцепление, которое может обеспечить плавность при трогании, небольшую стоимость обслуживания и продолжительную эксплуатацию при бережном отношении. Такими свойствами обладают диски сцепления с установленными на нем фрикционными накладками из органических материалов. Такое сцепление стоит недорого, обеспечивает плавность при трогании и дальнейшем движении, служит до 160 тыс. километров пробега. Фрикционные накладки для ведомого диска сцепления 170 x110 получили широкое распространение, благодаря своим свойствам. Величина крутящего момента, которую может удержать серийное сцепление, имеет запас в 20-30% от мощности двигателя. Эта величина зависит от технологии изготовления. Одинаковые диски сцепления могут различаться по своим характеристикам, если они сделаны на разных заводах. Такими характеристиками являются: плавность включения, долговечность и удерживаемая величина крутящего момента.
Тюнинг диска сцепления
Автомобилисты, занимающиеся тюнингом, увеличивают мощность двигателя. Обычно запаса «родного» сцепления не хватает для таких двигателей. А так как автомобиль усовершенствуется для участия в гонках, сцепление начинает работать в таких режимах, которые «родное» сцепление может не выдержать. При превышении допустимой нагрузки сцепление начинает буксовать, при этом происходит быстрый разогрев накладок. Рабочий температурный диапазон органических накладок ограничен температурой в 2-2,5 тысячи градусов. При превышении этого предела, они спекаются и теряют свои свойства. В результате сцепление сожжено. Во избежание таких результатов в тюнинге автомобилей применяется сцепление, конструктивно отличающееся от серийного. Основным отличием между серийным сцеплением и тюнингованым является материал изготовления фрикционных накладок. Накладки для ведомого диска сцепления из органических материалов для гонок не подходят.
Виды фрикционных накладок
Самым простым материалом для тюнинга сцепления является «ФиберТуф». Компонентами такого материала служат кевлар, углеродное волокно и керамический наполнитель. Главными отличительными характеристиками таких накладок является повышенная температурная стойкость (около 4000С) Также накладки из материала «ФиберТуфф» обладают повышенной износостойкостью, которая в 2-4 раза выше, чем у органических. Сцепление с такими накладками подойдет как для повседневных поездок, так и для любительских гонок.
Для любителей погоняться подойдут фрикционные накладки из кевларового волокна. История его использования начиналась с применения в авиакосмической промышленности. Также кевлавровое волокно применяется в изделиях, которые должны иметь небольшой вес при высокой прочности, такие как бронежилет или корпус гоночного болида. Накладки из такого материала не только превосходят по износостойкости органические (примерно в 5-10 раз), но и являются более щадящими по отношению к рабочим поверхностям маховика и прижимного диска. Для того, чтобы диски сцепления из кевлара прослужили долго, требуется его грамотная установка. Также такие диски нуждаются в прикатке, поэтому необходима бережная эксплуатация в течение около 10 тысяч км пробега.
Для любителей «выжать» из автомобиля все подойдут диски из металлокерамики. Металлы, используемые в них, могут быть различными, но наибольшую применяемость получили накладки на медной основе. Так как предельная температура (около 6000С) и коэффициент трения очень высок, металлокерамическое сцепление применяется для создания гоночных авто. Но такие свойства очень дорого обходятся. Диск из металлокерамики очень быстро «съедает» рабочие поверхности маховика и прижимного диска. Поэтому такие диски нашли применение только в производстве гоночных автомобилей.
Для тех, кому не важна стоимость, а интересует только качество, можно посоветовать накладки из углеродных композитов. Такой тюнинг потребует установки маховика и прижимного диска с рабочими поверхностями из того же углерода. Это обусловлено низким коэффициентом трения углерода по чугуну. Высокая цена таких дисков компенсируется огромной износостойкостью, в 5 раз превышающей износостойкость органических накладок. Такой диск может нормально работать при температурах до 25000С!
Виды ведомых дисков
Еще ведомые диски делятся по количеству сегментов фрикционных накладок. Бывают диски с тремя, четырьмя, шестью и восьмью накладками. Чем меньше количество накладок, тем более жесткое включение сцепления, и тем менее оно долговечно. Диски с тремя сегментами применяются исключительно в спортивных автомобилях. Восьмисегментные диски – диски, предназначенные для повседневной езды. Такие диски устанавливаются на серийные автомобили.
tuningtaza.ru
Фрикционные элементы и детали сцепления
Фрикционные накладки работают в очень сложных условиях динамических и тепловых нагрузок. Их износ в настоящее время лимитирует общий срок службы ФС.
Материалы фрикционных накладок можно разделить на две группы: композиционные на основе полимеров; порошковые. Композиционные материалы на основе полимеров представляют собой многокомпонентную композицию, содержащую основу, теплостойкую арматуру и наполнитель. Основу в таких материалах составляют связующие: каучуки, смолы и их комбинации. Чаще применяют фенолформальдегидные и анилинформальдегидные модифицированные смолы, различные натуральные и синтетические каучуки и их комбинации, формальдегидные модифицированные смолы, различные натуральные и синтетические каучуки и их комбинации.
Наполнители регулируют рабочие и технологические свойства материала. Их разделяют на металлические (медь, бронза, латунь, цинк, алюминий, свинец, железо, титан и другие металлы и соединения в виде порошков, стружки или проволоки),неметаллические (графит, углерод, кокс, сера и др.), органические, например скорлупа ореха кешью. Каучуково-смоляная основа обладает недостаточно высокими механическими свойствами, особенно при повышенных температурах. Все материалы на полимерной основе содержат теплостойкую арматуру: асбест, волокна, вату и др. Этот компонент во многом определяет свойства и технологию изготовления материала, и поэтому он часто отражается в названии. Так, материалы, армированные асбестом, называют фрикционными асбополимерными материалами (ФАПМ). Материалы, в которых асбест заменен на другую теплостойкую арматуру, называют фрикционными безасбестовыми полимерными (ФБПМ). Применение ФБПМ в ФС было связано, в первую очередь, в связи с обнаруженной концерогенностью асбеста, отчего в ряде стран последовал запрет на его применение на транспорте. В настоящее время в качестве заменителя асбеста применяют синтетические арамидные волокна типа “Кевлар”, стекло, керамику, борные и углеродные соединения, базальт, слюду, валлостонит и металлическое стальное волокно. Наиболее широко используются арамидные волокна типа “Кевлар”. При этом незначительная добавка арамидных волокон в ФАПМ (до 5%) повышает износостойкость фрикционной накладки примерно в 1,5 раза.
Размеры фрикционных накладок нормированы ГОСТ 1786. Толщина новой накладки порядка 3...5,5 мм. Накладки выполняются в виде целого кольца, либо в виде усеченных секторов. Иногда на поверхности накладки выполняют вентиляционные канавки для охлаждения поверхности трения и удаления продуктов износа.
Порошковые фрикционные материалы выполняют на медной основе (62...71 % меди) или на железной основе (60...65% окиси железа) с добавлением наполнителей - оксида кремния (для повышения износостойкости), барита и графита (для стабилизации фрикционных свойств) и др.
Наибольшее распространение получили порошковые материалы на медной основе, так как вызывают меньший износ контртел, чем порошковые материалы на железной основе.
Накладки из порошкового материала весьма хрупкие. Поэтому их всегда применяют совместно со стальной подложкой - основанием ведомого диска, или отдельной пластины - подложки, которая затем приклепы-вается к основанию ведомого диска.
Ведущие диски (нажимные и промежуточные), как наиболее нагреваемые детали ФС изготовляют достаточно массивными для поглощения и рассеяния теплоты. Нажимной диск ФС должен быть достаточно жестким, чтобы он при нагревании не коробился и обеспечивал хорошее прилегание к фрикционным накладкам ведомых дисков. В качестве материала ведущих дисков чаще применяют серые чугуны (СЧ 18, СЧ 21, СЧ 22, СЧ 24), которые по сравнению со сталью обладают более высокой износостойкостью и меньше изнашивают фрикционные накладки.
Ведущие диски должны вращаться с маховиком двигателя и иметь возможность перемещаться в осевом направлении. При этом направляющими устройствами служат выступы, шипы, зубья, пальцы, шпоночные соединения и тангенциальные пружины, равномерно располагаемые по окружности. Выступы нажимного диска, входящие в пазы кожуха ФС, обеспечивают их надежное соединение (рис. 3.12,а). Однако в данной конструкции вследствие значительного трения в соединении существенно увеличивается усилие выключения ФС.
В двухдисковых ФС ведущие диски иногда перемещаются вдоль пальцев, закрепленных на маховике двигателя (рис. 3.12,6). Ведущие диски могут соединяться с маховиком при помощи шлиц, шипов (рис. 3.12,в) или направляющих сухарей, запрессованных в маховик (рис. 3.12,г). Наиболее перспективно соединение ведущих дисков ФС с маховиком двигателя при помощи упругих тангенциальных пластин (рис. 3.6,6), обеспечивающих их перемещение без потерь на трение. Кожух ФС может быть штампованным или литым. Для изготовления штампованного кожуха используется углеродистая конструкционная сталь типа 08кп толщиной 2...7 мм. Литой кожух изготовляют из серого чугуна.
ФС с литым кожухом обладает повышенной жесткостью, что обеспечивает стабильные характеристики механизма их отводки. Однако их масса на 20...30 % больше массы аналогичного штампованного кожуха. Поэтому в современных ФС наибольшее распространение получили штампованные кожухи.
Отвод нажимного диска при выключении ФС с винтовыми цилиндрическими и с неразрезной тарельчатой пружиной осуществляется рычажным механизмом отвода. Число отжимных рычагов ФС колеблется от трех до шести, а их передаточное число - от 3,5 до 6,5. Чаще всего применяют кованые и штампованные рычаги. Преимущество штампованных рычагов заключается последующей закалкой до 56...62 HRC. Для кованых рычагов применяют в их меньшей массе. Для изготовления штампованных рычагов применяют стали типа 08кп с цианированием на глубину 0,3...0,5 мм и сталь 40-50.
Борьба с механическими потерями в механизме отвода нажимного диска обусловила большое разнообразие соединений отжимных рычагов с кожухом и нажимным диском (рис. 5.14). На рис. 5.14,а механизм отвода нажимного диска состоит из трех корытообразных отжимных рычагов 6, упоров 5, упорного кольца 8, отжимных болтов 4, регулировочных гаек 3 с шайбами 2 и пружин 7. Для обеспечения равномерного отвода нажимного диска 1 при выключении ФС используется упорное кольцо 8, прижатое к рычагам 6 пружинами 7.
Все сопряжения этого механизма работают без смазки с трением скольжения, что приводит к большим потерям на трение, изнашиванию сопрягаемых деталей и частым регулировкам в эксплуатации. Этих недостатков в значительной степени лишена простая и надежная конструкция, представленная на рис. 3.13,6. Одна опора рычага 9 выполнена на игольчатом подшипнике 10, а другая состоит из ролика 12, перекатывающегося по неподвижной оси 11, установленной на вилке 13, соединенной с кожухом 15 болтом 14. Роль упора рычага выполняет регулировочный винт 16.
Одна из наиболее распространенных и надежных конструкций, имеющая относительно небольшие потери на трение, показана на рис. 3.13,б. Здесь обе опоры рычага 9 имеют игольчатые подшипники 10. Поворот рычага 9 при выключении и включении ФС осуществляется вокруг оси 11, установленной в вилке 13. Положение рычагов относительно нажимного диска 1 регулируется гайкой 18 и фиксируется пружиной 17, размещенной между вилкой 13 и кожухом 15.
vostok-agro.info
НАКЛАДКИ ФРИКЦИОННЫЕ И ДИСКИ СЦЕПЛЕНИЯ
www.eztati.ru
| . . . . , . . , . 3-4 , . , . . , , "", . : - . - + 7 (351) 772-76-34 * F3*
|
tdvalio.ru
