Работа механизма сцепления основана на использовании физических
законов трения.
Допустим, что маховик / (фиг. 108, а) двигателя имеет гладкую и ровную
поверхность, обращенную к силовой передаче, и что на валу силовой
передачи насажен диск. При этом диск 2 может перемещаться по валу 3 и
одновременно вращаться вместе с валом. Скользящее соединение диска 2 с
валом 3 силовой передачи выполнено или путем установки па квадратный
вал, или с помощью одного или нескольких шпоночных выступов - шлицев
(фиг. 108, б).
В механизмах сцепления современных автомобилей конец вала 3 силовой
передачи, на котором устанавливают диск 2, делают со шпоночными
выступами - шлицами. Если диск 2 плотно прижат к вращающемуся маховику,
то вследствие "трения между соприкасающимися плоскостями диск 2 начнет
вращаться вместе с маховиком 1 и будет вращать также вал 3 силовой
передачи. Однако передать значительное вращающее усилие от маховика / на
вал 3 такой механизм не сможет, так как сила трения между маховиком и
диском незначительна. Покажем это на примере. Возьмем два листа плотной
бумаги (фиг. 108, б), положим их один на другой, а затем потянем их в
разные стороны. Трение между этими двумя листами настолько
незначительно, что для их раздвигания не требуется большого усилия. Если
на эти два листа положить груз, то сила трения между листами значительно
увеличится и уже раздвинуть их в противоположные стороны можно будет
только прикладывая значительное усилие. Возьмем две тетради, вложим
листы одной тетради между листами другой и проделаем тот же опыт, что и
с отдельными листами (фиг. 108, г). В первом случае тетради можно легко
раздвинуть, а во втором случае, когда на тетради положена гиря, их
раздвинуть очень трудно, сила трения между листами оказывается
значительной.
Фиг. 108. Принцип работы простейшего механизма
сцепления.
Величина силы трения в автомобильном сцеплении. Если в простейшем
сцеплении вместо груза использовать пружину 4, прижимающую диск 2 со
значительной силой к маховику 1, то такое сцепление уже сможет
передавать усилие от двигателя на силовую передачу (фиг. 108, 5).
Остается снабдить сцепление механизмом для выключения (педалью), чтобы
получить элементарный фрикционный механизм сцепления автомобильного
типа.
Такое сцепление работает следующим образом. Когда педаль 5 освобождена,
пружина 4 с большой силой прижимает диск 2 к маховику 1 (фиг. 108 ); при
этом сцепление включено и, следовательно, вал 3 силовой передачи
вращается вместе с коленчатым валом двигателя. Если необходимо
остановить вращение вала 3 силовой передачи, то достаточно нажать на
педаль и отвести диск 2 от маховика /; при этом пружина 4 несколько
сожмется (фиг. 108, е). ведомый диск 2 силовой передачи постепенно
начинает вращаться. В начальный момент включения диск будет
проскальзывать, но постепенно, по мере усиления нажатия на него пружины,
проскальзывание будет уменьшаться, а при полном освобождении педали 5 и,
следовательно, при полном давлении пружины на диск проскальзывание диска
совсем прекратится и он будет вращаться как одно целое с маховиком.
Фиг. 109. Механизм сцепления автомобильного
типа.
Постепенное включение сцепления позволяет избежать толчков и ударов в
передаточных механизмах, поломки зубьев и других деталей в этих
механизмах, а также обеспечивает плавное трогание автомобиля с места.
Общее устройство сцепления автомобильного типа показано в упрощенном
виде на фиг. 109. На этой же фигуре сцепление изображено в разобранном
виде.
Торцевая плоскость маховика 7, обращенная к силовой передаче, имеет
гладкую шлифованную поверхность. К маховику плотно прилегает ведомый
диск 8, ступица 2 которого установлена на шлицованном хвостовике
первичного вала 14 коробки передач.
Для повышения коэффициента трения между маховиком, ведомым диском и
нажимным диском, ведомый диск облицовывается с обеих сторон фрикционными
накладками, изготовленными с применением асбестового волокна.
Со стороны, противоположной маховику, ведомый диск 8 соприкасается с
нажимным диском 9, имеющим форму кольца. На диске 9 установлены шесть
пружин I. Все перечисленные детали накрыты кожухом 13, который
привертывают к маховику болтами 18.
Нажимной диск 9 имеет выступы 20, входящие в соответствующие вырезы
кожуха 13 и связывающие нажимной диск с кожухом. Таким образом, нажимной
диск вращается вместе с кожухом, соединенным с маховиком. Следовательно,
маховик, нажимной диск и кожух совместно являются ведущей частью
сцепления. Когда кожух 13 сцепления плотно привернут к маховику, пружины
/, находящиеся между кожухом и нажимным диском 9, несколько сжаты и
оказывают большое давление на нажимной диск. Нажимной диск 9, в свою
очередь, прижимает ведомый диск 8 к торцевой поверхности маховика 7. В
этот момент сцепление включено, так как все его вращающиеся части
(ведущие и ведомые) представляют собой как бы одно целое и,
следовательно, первичный вал 14 вращается с той же скоростью, что и
маховик.
Для выключения сцепления и разобщения первичного вала коробки передач от
маховика необходимо освободить ведомый диск, зажатый между маховиком и
нажимным диском.
Для этого нажимной диск оттягивают от маховика, преодолевая
сопротивление пружин 1 и сжимая их дополнительно. Чтобы можно было
оттянуть нажимной диск от маховика и освободить от усилия пружин ведомый
диск, имеется специальный механизм выключения. Механизм состоит из
рычажков 4, шарнирно связанных с нажимным диском, и вилки 15 с отжимным
подшипником 16. Рычажки 4 установлены в кожухе 13 на кронштейнах 12 и
вращаются на осях 6. Отверстие для оси расположено близко к внешнему
концу 11 рычажка, соединенного осью с ушками 10 нажимного диска. На
свободный внутренний конец рычажка 4 оказывает давление отжимной
подшипник 16.
Вилка 15 с шариковым отжимным подшипником 16 при выключении сцепления
нажимает подшипником на концы рычажков, поворачивая их на осях 6
кронштейнов 12. При этом противоположные концы 11 рычажков отходят от
маховика 7 и тянут за собой связанный с ними нажимной диск 9. Нажимной
диск 9, отходя от маховика, освобождает ведомый диск 8.
Сцепление выключается и вращение маховика не передается силовой
передаче. При этом маховик продолжает вращаться, а валы и шестерни
силовой передачи останавливаются - останавливается и автомобиль.
Отжимная вилка 15 приводится в движение при нажатии ногой на педаль 5
сцепления, которая тягой 3 и рычагом 19 связана с валиком 17 вилки.
