Определение силы сжатия дисков

Диски (маховик, ведомый, нажимной) должны быть сжаты силой Р_н для создания между ними момента трения М _сц. Этот момент должен превышать максимальный момент двигателя, чтобы избежать пробуксовки дисков. В то же время величина момента трения М _сц должна быть ограничена с целью предотвращения перегрузки трансмиссии. При чрезмерном росте закручивающего момента в трансмиссии (например, экстренное торможение без отсоединения двигателя от трансмиссии) диски в сцеплении должны пробуксовать, предотвращая перегрузку.

Таким образом, момент трения между дисками М _сц превышает максимальный крутящий момент двигателя М_{e max} на величину определяемую коэффициентом запаса сцепления β = М _сц/ М_{e max}.

β = 1, 2…1, 25 – для легковых автомобилей;

β = 1, 5…1, 8 – для грузовых автомобилей и автобусов;

β = 2, 0…2, 5 – для автомобилей повышенной проходимости.

Сила нажатия пружин на диски (сила сжатия дисков) Р_н рассчитывается по формуле:

, (37)

где М_{e max} – берется из тягового расчета курсового проекта, Н·м, μ – коэффициент трения между накладками ведомого диска и ведущими дисками ≈ 0, 3; z – число пар трения в сцеплении (у однодискового – 2, у двухдискового – 4); R_ср – средний радиус фрикционной накладки, м:

. (38)

Рассчитанная по формуле (37) сила Р_н обеспечит необходимый момент трения между дисками, однако, эта же сила может при малой площади накладки создать высокое давление и выдавить из накладок смолу, которая склеит диски. Кроме того, малая площадь накладок во время трогания автомобиля с места приведет к высокой удельной работе буксования на поверхности накладок и вызовет в итоге их повышенный износ.

Чтобы избежать указанных выше недостатков, после расчета силы Р_н производятся проверочные расчеты по давлению и удельной работе буксования.

Максимальное рабочее давление на поверхность накладки q определяется по формуле:

, (39)

где S_н – фактическая рабочая площадь одной накладки с учетом отверстий под заклепки, м²:

; (40)

[ q ] – предельно допускаемое давление, 0, 2…0, 25 МПа.

Если расчетное давление превышает допускаемое, необходимо увеличивать площадь накладки S_н, в первую очередь, уменьшая внутренний диаметр накладки.

Удельная работа буксования (МДж/м²):

(41)

где ∑ Sн – суммарная (с обеих сторон ведомых дисков) площадь рабочих поверхностей накладок, м²; [ А_уд ] – предельно допускаемая удельная работа буксования (см. Таблицу 5);

А – полная работа буксования сцепления при трогании автомобиля с места, МДж:

, (42)

где M_{e max} – максимальный момент двигателя (см. тяговый расчет и Рис. 2), Нм; ω _н – угловая скорость коленчатого вала начала трогания с места, рад/с, определяется для бензиновых двигателей по формуле: , для дизельных - . В формулах ω _М и ω _N – угловые скорости коленчатого вала при максимальном моменте двигателя, и максимальной мощности (см. тяговый расчет) соответственно, рад/с; в – коэффициент, равный: 1, 23 – для бензиновых, 0, 72 – дизельных двигателей; J_а - момент инерции автомобиля, приведенный к ведущему валу коробки передач, кг·м² (определяется применительно к первой передаче для легковых автомобилей и ко второй – для грузовых):

, (43)

где m_а – полная масса автомобиля, кг; r_к – радиус качения колеса (см. п. 7, стр. 9), м; δ – коэффициент учета вращающихся масс ≈ 1, 05; i_к, i_рк, i ₀ – передаточные числа коробки передач, раздаточной коробки, главной передачи соответственно; M_с – момент сопротивления движению при трогании автомобиля с места, приведенный к ведущему валу коробки передач, Нм:

, (44)

где g – ускорение свободного падения 9, 81м/с²; f – коэффициент сопротивления качению по горизонтальному асфальту, 0, 015; η – КПД трансмиссии (см. п. 8, стр. 9).

Таблица 5