Ремонт узлов трансмиссии

Чертеж 1.cdw

Игольчатый подшипник
Рычаг выключения сцепления
Оттяжная пружина муфты
Муфта выключения сцепления
Подшипник выключения сцепления
Защитные поролоновые кольца
Регулировочная гайка
Теплоизолирующая шайба
Вилка выключения сцепления

титульник.docx

ФГОУ ВПО ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
лабораторных работ по дисциплине

Деталировка.frw

Технические требования:
Не указанные предельные отклонения
размеров по 14 квалитету
Изм. № докумен. Дата
Ведомый диск сцепления
Сталь 45 ГОСТ1050-88

Записка.docx

ФГБОУ «Оренбургский государственный аграрный университет»
Кафедра «Мобильные энергетические средства»
по дисциплине «Автомобили»
«Ремонт узлов трансмиссии»
Расчет сцепления ..12
Определение количество ТО-1 и ТО-2 для автомобиля ГАЗ-3102 .32
Алгоритм диагностирования 33
Трансмиссия автомобиля это совокупность агрегатов и механизмов предназначенных для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам и изменения его по величине и направлению. Трансмиссия автомобиля состоит из сцепления коробки передач раздаточной коробки карданной передачи главных передач дифференциалов полуосей.
Схема механизма сцепления автомобиля.
При переключении скорости выжимается сцепление и рычаги 10 через подшипник 7 систему рычагов 6 отводят нажимной диск 3 и диски сцепления 2 отключая движение от двигателя. Передача переключается. Затем плавно отпускается педаль сцепления рычаги 10 и 6 под действием пружин 4 плавно возвращают нажимной диск сцепления в исходное положение обеспечивая движение от маховика 1 на вал 9 коробки скоростей и дальше на ведущий мост автомобиля. При этом плавность движения автомобиля определяется плавностью прижатия фрикционных дисков 2.
Сцепление — механизм передачи вращения который может быть плавно включён и выключен (выжат) обеспечивающий безрывковое трогание автомобиля с места и бесшумное переключение передач.
Сцепление предохраняет детали трансмиссии от перегрузок. При неравномерном вращении коленчатого вала двигателя в трансмиссии возникают колебания. Для их гашения в сцеплении имеется гаситель колебаний или демпфер.
Дисков сцепления: устройство и ремонт
Каждый раз когда мы переключаем передачи на ходу мы не думаем о том сколько переменных одновременно должны принять требуемое значение. На самом деле всю мощность автомобиля (иногда далеко не маленькую) передают на трансмиссию диски сцепления. Они эксплуатируются просто в экстремальных условиях. При запуске какое-то короткое время диск пребывает в бездействии а затем зажимается двумя алюминиевыми плашками и начинает вращаться с огромной скоростью — до 6000 оборотов в минуту. Этот процесс сопровождает вибрация трение и сильный нагрев.
В стандартную систему сцепления входят два устройства — диск сцепления и кожух сцепления. Последний состоит из нажимного диска и тарельчатой нажимной пружины. Диски сцепления могут быть оборудованы амортизирующими элементами для уменьшения скручивания. У спортивных дисков более высокий коэффициент трения но они обеспечивают более жесткое сцепление диска с маховиком. При нормальной эксплуатации автомобиля замена дисков потребуется только после 80 тыс. км пробега.
Если при скорости 40 кмч при надавливании на педаль газа обороты двигателя увеличиваются но машина продолжает движение с той же скоростью то пора устанавливать новые диски. После установке новых дисков сцепления рекомендуется проехать в спокойном режиме 300 км для их "обкатки" и оптимального "притирания". Грубая работа с педалями езда на предельной скорости а также движение по плохим дорогам укорачивают срок службы всех частей автомобиля и дисков сцепления в том числе.
Основные неисправности
Неполное выключение сцепления
Недопустимое увеличение свободного хода педали сцепления
Отрегулировать свободный ход педали сцепления
Коробление ведомого диска
Отрихтовать диск или заменить новым
Неровности на рабочих поверхностях дисков сцепления или маховика
Зачистить накладки металлической щёткой поверхность маховика проточить при необходимости заменить диск с кожухом и диафрагменной пружиной
Ослабление крепления или поломка фрикционных накладок ведомого диска
Заедание ступицы ведомого диска на шлицах ведущего вала коробки передач
Очистить шлицы и смазать. Заменить ведущий вал а при необходимости и ведомый диск если шлицевая часть изношена или смята
Наличие воздуха в системе гидропривода
Утечка жидкости из системы гидропривода через соединения или трубопроводы
Подтянуть соединения заменить повреждённые детали прокачать систему гидропривода
Засорение отверстия в крышке бачка вызывающее разрежение в главном цилиндре и подсос воздуха в цилиндр через уплотнения
Прочистить отверстие в крышке бачка прокачать систему
Нарушение герметичности при загрязнении или износе кольцевого клапана главного цилиндра
Очистить кольцевой клапан при износе заменить
Поломка пластин соединяющий нажимной диск с кожухом и упорный фланец с кожухом сцепления
Заменить кожух сцепления с нажимным диском в сборе
Ослабление крепления диафрагменной пружины. Перекос или повреждение нажимного диска вследствие отгибания фиксаторов
Заменить кожух сцепления в сборе
Неодновременное нажатие подшипника муфты выключения сцепления на рычаги выключения сцепления
Отрегулировать взаимное расположение концов рычагов выключения сцепления
Неполное включение сцепления (сцепление "буксует")
Недостаточный свободный ход педали сцепления
Повышенный износ фрикционных накладок ведомого диска
Заменить фрикционные накладки или ведомый диск в сборе
Замасливание фрикционных накладок ведомого диска поверхностей маховика и нажимного диска
Тщательно промыть уайт-спиртом замасленные поверхности
Засорено или перекрыто кромкой уплотнительного кольца компенсационное отверстие главного цилиндра
Промыть цилиндр и прочистить компенсационное отверстие
Загрязнение или несоответствие техническим условиям тормозной жидкости вызывающее заедание поршня рабочего цилиндра при его движении
Слить тормозную жидкость систему гидропривода промыть повреждённые детали заменить. Заполнить систему рекомендованной тормозной жидкостью
Повреждение или заедание привода сцепления
Устранить неисправности вызывающие заедание
Неполный возврат педали сцепления при потере упругости оттяжной пружины
Неправильная установка фрикционных накладок на ведомом диске
Заменить накладки и проверить их торцевое биение
Ослабление нажимных пружин сцепления
Заменить пружины новыми
Разбухание манжет главного и рабочего цилиндра в результате применения тормозной жидкости несоответствующего состава либо попадания в жидкость бензина или минерального масла
Слить тормозную жидкость всю систему гидропровода тщательно промыть повреждённые резиновые детали заменить. Заполнить систему тормозной жидкостью соответствующего состава
Рывки при работе сцепления
Заедание ступицы ведомого диска на шлицах ведущего вала
Очистить шлицы и смазать. Если шлицевая часть изношена или смята заменить ведущий вал а при необходимости и ведомый диск
Тщательно промыть уайт-спиртом замасленные поверхности и устранить причину замасливания
Заедание в механизме привода выключения сцепления
Деформированные детали заменить
Недопустимый износ фрикционных накладок ведомого диска
Заменить накладки новыми
Ослабление крепления накладок ведомого диска
Заменить неисправные заклёпки при необходимости заменить накладки
Повреждение нажимного диска
Неодновременное нажатие подшипника муфты выключения сцепления (угольно-графитового подтяпника) на рычаги выключения сцепления
Отрегулировать взаимное расположение рычагов выключения сцепления
Потеря упругости пластинчатых пружин ведомого диска
Заменить ведомый диск в сборе
Заедание рычагов выключения сцепления в опорах или выступов нажимного диска в окнах кожуха
Заменить изношенные детали
Износ окон под пружины гасителя крутильных колебаний в ведомом диске ступице и пластине демпфера. Осадка или поломка пружин гасителя крутильных колебаний
Повышенный шум при выключении сцепления
Износ повреждение или плохая смазка подшипника муфты выключения сцепления
Недопустимый зазор в шлицевом соединении ступицы ведомого диска и ведущего вала коробки пердач
Износ переднего подшипника ведущего вала коробки передач
Повышенное биение пяты отжимных рычагов
Снять механизм сцепления и с помощью спец. приспособления регулировкой положения пяты отжимных рычагов устранить повышенное биение пяты
Задевание обоймы подпятника за пяту сцепления вследствие уменьшения высоты (повышенного износа) графитового подпятника
Заменить графитовый подпятник
Повышенный шум при включении сцепления
Поломка или потеря упругости пружин демпфера ведомого диска
Отрегулировать свободный ход
Поломка потеря упругости или соскальзывания оттяжной пружины вилки выключения сцепления
Заменить пружину новой или закрепить соскользнувшую
Недопустимый зазор в шлицевом соединении ступицы ведомого диска и ведущего вала коробки передач
Скрип при нажатии на педаль сцепления при неработающем двигателе
Отсутствует смазка или износились пластмассовые втулки оси педали сцепления
Смазать пластмассовые втулки коллоидно-графитным препаратом или заменить изношенные новыми
Увеличение усилия требуемого для выключения сцепления
Заедание в шарнирных сочленениях механизма сцепления или его привода
Устранить заедание или заменить изношенные детали
Дрожание педали в начальный момент выключения сцепления
Снять механизм сцепления и регулировкой положения пяты отжимных рычагов устранить повышенное биение пяты
трансмиссия автомобиль сцепление двигатель
Наиболее характерные из них: пробуксовывание неполное выключение (сцепление "ведет") и рывки при включении. Пробуксовывание сцепления — это проскальзывание ведомого диска относительно маховика и нажимного диска; при этом увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя не приводит к повышению скорости движения автомобиля или она повышается медленнее чем увеличивается частота вращения коленчатого вала. Эта неисправность возникает из-за отсутствия свободного хода педали сильного износа или замасливания фрикционных накладок сцепления. Устраняют ее регулировкой свободного хода педали заменой или промывкой фрикционных накладок. При неполном выключении сцепления его ведомый диск и ведущий вал коробки передач не останавливаются что затрудняет а иногда делает невозможным включение передач в коробке передач. Эту неисправность устраняют уменьшением свободного хода педали сцепления. Рывки при включении возникают вследствие износа шлицев ступицы ведомого диска сцепления или ведущего вала коробки передач а также поломки демпферных пружин. Для устранения неисправности следует заменить изношенные или поломанные детали.
Техническое обслуживание сцепления.
В процессе работы сцепления происходит износ фрикционных поверхностей сопряжений привода управления потеря герметичности усилителя что ведет к нарушению регулировочных параметров. Расходуется также смазочный материал. Интенсивность перечисленных процессов зависит главным образом от дорожных условий величины нагрузки в кузове и на крюке количества транспортных средств на дорогах а также от практических навыков водителей. Поэтому при эксплуатации автомобилей предусматривается обслуживание сцепления. При ТО-2: проверить герметичность привода целостность оттяжных пружин педали сцепления и рычага нала вилки выключения сцепления; отрегулировать свободный ход толкателя поршня главного цилиндра привода и свободный ход рычага вала вилки выключения сцепления; смазать подшипники муфты выключения сцепления и вала вилки выключения сцепления; проверить уровень жидкости в бачке главного цилиндра привода сцепления при необходимости долить жидкость; затянуть болты крепления пневмоусилителя; сменить жидкость в системе гидропривода сцепления (один раз в год осенью). При эксплуатации по мере износа накладок ведомых дисков необходимо регулировать привод сцепления для обеспечения свободного хода муфты выключения сцеплений. Регулирование привода сцепления заключается в проверке и регулировке свободного хода педали сцепления свободного хода муфты выключения сцепления и полного хода толкателя пневмоусилителя. Свободный ход муфты выключения сцепления проверять перемещением вручную рычага вала вилки. При этом отсоединить пружину от рычага. Если свободный ход рычага измеренный на радиусе 90 мм окажется менее 3 мм отрегулировать его сферической гайкой толкателя до величины 37 4.6 мм что соответствует свободному ходу муфты выключения сцепления 32 4 мм." Полный ход толкателя пневмоусилителя должен быть не менее 25 мм. Проверить полный ход толкателя пневмоусилителя нажатием педали сцепления до упора. При меньшей величине хода не обеспечивается полное выключение сцепления. В случае недостаточного хода толкателя пневмоусилителя проверить свободный ход педали сцепления количество жидкости в бачке главного цилиндра привода сцепления а при необходимости прокачать гидросистему привода сцепления. Свободный ход педали соответствующий началу работы главного цилиндра должен составлять 15 мм. Измерять его надо в средней части площадки педали сцепления. Если свободный ход выходит за пределы указанные выше отрегулировать зазор между поршнем и толкателем поршня главного цилиндра эксцентриковым пальцем который соединяет верхнюю проушину толкателя с рычагом педали. Регулировать зазор при положении когда оттяжная пружина прижимает педаль сцепления к верхнему упору ч. Повернуть эксцентриковый палец так чтобы перемещение педали от верхнего упора до момента касания толкателем поршня составило 15 мм затем затянуть и зашплинтовать корончатую гайку. Полный ход педали сцепления должен составлять 185 195 мм. Прокачку гидросистемы выполнять для удаления воздушных пробок возникающих из-за нарушения герметичности гидропривода в следующем порядке: снять с бачка главного цилиндра пробку и заполнить бачок рабочей жидкостью до уровня не менее 15 20 мм от верхней кромки заливной горловины бачка. Заполнить систему рабочей жидкостью применяя сетчатый фильтр во избежание попадания в систему посторонних примесей; снять с перепускного клапана на пневмоусилителе колпачок и надеть на головку клапана шланг для прокачки гидропривода. Свободный конец шланга опустить в стеклянный сосуд вместимостью 05 л наполненный рабочей жидкостью на 14 13 высоты сосуда; отвернуть на 12 1 оборот перепускной клапан и последовательно резко нажать на педаль сцепления до упора в ограничитель хода с интервалами между нажатиями 05 1 с до прекращения выделения пузырьков воздуха из рабочей жидкости поступающей по шлангу в стеклянный сосуд; при прокачке добавлять рабочую жидкость в систему не допуская снижения ее уровня в бачке ниже 40 мм от верхней кромки заливной горловины бачка во избежание попадания в систему воздуха; по окончании прокачки при нажатой до упора педали сцепления завернуть до отказа перепускной клапан снять с головки клапана шланг надеть колпачок; после прокачки системы долить свежую рабочую жидкость в бачок до нормального уровня (15 20 мм от верхней кромки заливной горловины бачка). Качество прокачки определяется величиной полного хода толкателя пневмоусилителя. Для проверки уровня жидкости в процессе эксплуатации открыть пробку заливной горловины бачка. При этом уровень жидкости должен быть не ниже 15 20 мм от верхней кромки заливной горловины.
РАСЧЕТ НАЖИМНОГО УСИЛИЯ СЦЕПЛЕНИЯ
- коэффициент запаса сцепления
Момент передаваемый сцеплением определяется
Kтр - коэффициент трения
Ктр = 028 062 - для материала накладок
Рпр - усилие нажимных пружин Н
i - число пар трения
i = 2 - однодисковое сцепление
i = 4 - двухдисковое сцепление
Rср - средний радиус ведомого диска . м
Dн - наружный диаметр фрикционных накладок мм
dвн - внутренний диаметр фрикционных накладок мм
Наружный диаметр фрикционного кольца можно определить
Расчетный момент сцепления
Мен - номинальный крутящий момент двигателя
Меmax - максимальный крутящий момент двигателя
Афд -эмпирический коэффициент :
Афд = 47 - легковые автомобили
Афд = 36 - грузовые автомобили
Афд = 19 -автомобили повыш . проход .
Примем наружный диаметр фрикционных накладок
Окружная скорость ведомого диска при максимальной
- двигатель с искровым зажиганием
- номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя
Тип двигателя - дизель Тд = 0
- двигатель с искровым зажиганием Тд = 1
Должно соблюдаться условие Vфд 65 70 м с
Внутренний диакметр фрикционных накладок находится в пределах
dвн = 110 220 мм (из конструктивных соображений).
Следует иметь в виду чем больше Мен тем больше размеры гасителя
крутильных колебаний и соответственно должен быть больше
внутренний диаметр фрикционных накладок .
Давление на фрикционные накладки:
q = 015 020 МПа - асбобакелит
q = 20 25 МПа - сталь
q = до 35 МПа - металлокерамика .
Необходимое число пар трения
Очевидно что необходимое число пар трения должно быть меньше
Средний радиус ведомого диска
Усилие нажимных пружин при включенном сцеплении
Расчет периферийных пружин
Число нажимных пружин Zпр = 9 16 должно быть кратным
числу отжимных рычагов .
Усилие одной пружины при включенном сцеплении не должно
Рпр1 800Н - условие выполняется.
Жесткость пружины определяется параметрами пружины
dп - диаметр проволоки dп = 30 45 мм
nрв - число рабочих витков nрв = 7 9
Полное число витков
Dв - средний диаметр витка Dв ср = 24 32
Деформация пружины при включенном сцеплении
Величина отвода нажимного диска
Деформация пружины при выключенном сцеплении
Усилие нажимных пружин при выключенном сцеплении
Напряжение среза проволоки
Допускаемое напряжение []=МПа
Длина пружины в свободном состоянии
Проверка фрикционных накладок по давлению
Основным расчетным параметром фрикционных дисков является
давление как отношение нажимного усилия к площади поверхности
Нажимное усилие при включенном сцеплении
Наружный диаметр фрикционных накладок
Внутренний диаметр фрикционных накладок
Давление на фрикционные накладки
В существующих конструкциях [po] = 015 025 МПа .
Меньшие значения давления соответствуют грузовым автомобилям
большие значения - легковым .
Расчет пружин гасителя крутильных колебаний
Зададимся некоторыми параметрами пружин из
конструктивных соображений.
Число пружин Zпрг = 6 или 8 редко больше.
Диаметр проволоки dпрг = 30 40 мм
Средний диаметр витка Dсрпрг = 15 18 мм
Полное число витков nпг = 5 6
Максимальное усилие сжимающее одну пружину
Максимальный крутящий момент двигателя
Расчетный фрикционный момент сцепления
Коэффициент возможной перегрузки К в п = 12 13
Радиус приложения усилия к пружине (расстояние от оси
вращения до продольной оси пружины) ориентировочно
Внутренний диаметр фрикционной накладки
Расстояние по радиусу от фрикционной накладки до пружины
Жесткость пружины гасителя колебаний
МПа - модуль сдвига
Число рабочих витков пружины гасителя
В реальных конструкциях спрг =100 300Н мм
Момент предварительной затяжки пружин гасителя
Усилие предварительной затяжки одной пружины
Деформация предварительной затяжки пружины
Деформация пружины гасителя при максимальной нагрузке
Шаг витков пружины гасителя
Полная длина пружины гасителя
Скорость автомобиля на высшей передаче при которой в системе
автомобиль -двигатель возникает резонанс
ск - частота свободных колебаний системы автомобиль - двигатель
Rз - радиус качения ведущего колеса
Io - передаточное число главной передачи
Ikm - передаточное число коробки на высшей передаче
ni - номер резонирующей гармоники
Касательные напряжения в пружине рассчитывают с учетом кривизны витка. Обозначим отношение
Коэффициент учитывающий кривизну витка
Касательные напряжения
Допустимое напряжение
Работа буксования сцепления
Работу буксования сцепления определим по эмпирической формуле
Ja - момент инерции автомобиля приведенный к валу сцепления
Для грузовых автомобилей расчеты ведут на первой передаче
для легковых - на первой или второй передаче.
Кврм - коэффициент вращающихся масс
ma - полная масса автомобиля
Номинальная частота вращения коленчатого
Угловая частота вращения коленчатого вала
Работу буксования рассчитывают при частоте вращения коленчатого
вала двигателя дв = Кnн где Кn = 0.6 0.7
Mc - момент сопротивления движению автомобиля приведенный к валу сцепления
Кдор - приведенный коэффициент дорожного сопротивления для хорошей дороги Кдор = f = 0016
Кпдтр - механический кпд трансмиссии
Работа буксования сцепления
Суммарная площадь накладок сцепления:
Удельная работа буксования сцепления
Допустимая удельная работа буксования
-для грузовых автомобилей [Lбуд] = 15 120 Джсм2
- для легковых автомобилей [Lбуд] = 50 70 Джсм2
Кпт - коэффициент перераспределения теплоты
- однодисковое сцепление Кпт = 05
- двухдисковое сцепление Кпт = 025
Lб - работа буксования сцепления
снд - теплоемкость чугуна
Толщина нажимного диска hнд = 15 20 см
Масса нажимного диска
Нагрев нажимного диска
Д опустимый нагрев нажимного диска за одно включение
Нагрев нажимного диска
Повышение температуры нажимного диска за одно включение
Расчет ступицы ведомого диска
Определим диаметр вала по впадинам шлицев
Наружный диаметр шлицев
Внутренний диаметр шлицев
Средний радиус шлицев
Коэффициент точности прилегания шлицев
Усилие смятия шлицев
Площадь смятия шлицев
Напряжение смятия шлицев
[с м ] = 150 300 МПа
Напряжение среза шлицев
Расчет рычагов выключения сцепления
Напряжения изгиба определяются выражением
Рпрmax - максимальное усилие нажимных пружин
l - расстояние от точки приложения усилия выжимного подшипника
до опасного сечения (места крепления или упора рычага)
nвр - число выжимных рычагов
Iв р - передаточное число выжимных рычагов
Wвр - момент сопротивления изгибу
Для прямоугольного сечения рычага bвр х hвр -момент сопротивления изгибу
[и ] = 300 МПа - сталь 10 сталь 15
[и ] = 150 МПа - ковкий чугун
Расчет привода сцепления
Усилие на педали должно быть при отсутствии усилителя не более
- 150Н для легковых автомобилей
- 250Н для грузовых автомобилей
Максимальное усилие нажимных пружин
Передаточное число привода
Передаточное число привода слагается
Iпп - передаточное число педального привода
Sхх - свободный ход педали сцепления Sх х = 30 40м м
- зазор между выжимным подшипником и
выжимными рычагами :
= 25 40мм при наличии гидропривода
Iгпр - передаточное число гидропривода зависит от соотношения
диаметров главного и рабочего цилиндров
dгц - диаметр главного цилиндра dгц =18 22м м
dрц - диаметр рабочего цилиндра dрц =20 24мм
Iвр - передаточное число выжимных рычагов
Полный ход педали сцепления
Sпед = SндIпр + *IпедIгпр
Sнд - перемещение нажимного диска
Полный ход педали сцепления должен быть в пределах 120 190 мм.
Максимальное усилие на педали
Если Рпедмакс > Pпед в приводе сцепления необходим усилитель.
Коэффициент усиления Кус = 2 3
Определение количество ТО-1 и ТО-2 для автомобиля ГАЗ 3102
Количество автомобилей ГАЗ 3102 – 10 шт.
Пробег каждого автомобиля – 120 тыс. км.
ТО-2 через 12000 км.
Количество ТО-2 для одного автомобиля
LТО-2 – пробег до ТО-2
NТО-2 = 12000012000= 10
Количество ТО-1 для одного автомобиля
где LТО-1 – пробег до ТО-1
NТО-1 =1200003000 – 10 = 30
Количество ТО-1 для 10 автомобилей – 180
Количество ТО-2 для 10 автомобилей – 60
Алгоритм диагностирования
Визуальное диагностирование:
проверка состояния крепления муфты сцепления
проверка целостности корпуса
проверка состояния ведомого диска
проверка состояния маховика
проверка износа фрикционных накладок
проверка состояния кожуха сцепления
Диагностирование оценочными приборами:
проверка осевого перемещения диска
проверка перемещение диска
проверка износа деталей
Инструменты и приборы диагностирования:
А.В.Карягин. Автомобили ГАЗ.– М.: Агропромиздат 1984. 251 с.