Конструктивные особенности фрикционных тормозов в катушках и технология их настройки. Фрикционы (фрикционные диски)

На гусеничных машинах обычно устанавливают дисковые сцепления (их называют главными фрикционами в отличие от бортовых фрикционов в механизмах поворота) с шариковым механизмом выключения. В изучаемых ТС применяются, как правило, двух- и многодисковые главные фрикционы.

По устройству и принципу действия двухдисковые главные фрикционы гусеничных машин аналогичны рассмотренному ранее двухдисковому сцеплению автомобилей. Многодисковый главный фрикцион во многом подобен бортовому фрикциону.

Рассмотрим привод управления главным фрикционом, имеющий сервомеханизм пружинного типа.

Исходное положение педали 1 регулируется ограничительным болтом 9, а полный ход - упорным болтом 3. Для уменьшения усилия нажатия на педаль при выключении главного фрикциона служит сервомеханизм, который состоит из рычага 8, сервопружины 4, вилки 6, регулировочной гайки 5 и кронштейна 2. Величина сжатия сервопружины регулируется таким образом, чтобы педаль после включения главного фрикциона возвращалась в исходное положение.

При включенном главном фрикционе педаль привода управления находится в крайнем заднем положении и упирается рычагом в ограничительный болт 9. Для выключения главного фрикциона необходимо нажать педаль, перемещение которой через валики, рычаги и тяги передается на рычаг 14. Перемещение педали, при котором полностью выбирается зазор в механизме выключения, называется свободным ходом педали. В эксплуатации принято измерять свободный ход продольной тяги 13. За свободным ходом следует рабочий ход педали (начинается сжатие пружин и перемещение нажимного диска), который продолжается до тех пор, пока рычаг педали не коснется упорного болта 3.

Рис. Привод управления главным фрикционом:
1 - педаль управления главным фрикционом; 2 - кронштейн сервопружины; 3, 9 - упорный и ограничительный болты; 4 - сервопружина; 5 - регулировочная гайка; 6 - вилка сервопружины; 7 - вал педали; 8 - рычаг; 10, 12, 13 - тяги; 11 - двуплечие рычаги; 14 - рычаг вилки механизма выключения главного фрикциона

Выключение главного фрикциона облегчается пружиной сервомеханизма. В исходном положении (главный фрикцион включен) линия действия сервопружины 4 проходит правее оси поворота педали, поэтому сервопружина через рычаг 8 удерживает педаль в заднем положении и прижимает рычаг педали к заднему упорному болту. Во время свободного хода педали (когда усилие на сжатие нажимных пружин еще не затрачивается) сервопружина несколько сжимается и линия действия ее силы приближается к оси поворота педали. При дальнейшем ходе педали линия действия силы сервопружины перемещается левее оси поворота педали. Пружина начинает разжиматься и облегчает выключение фрикциона, так как направление ее усилия совпадаем р направлением усилия механика-водителя.

Усилие механика-водителя, прикладываемое к педали для выключения главного фрикциона, в случае действия сервомеханизма уменьшается примерно на 30 %. При отпускании педали сила нажимных пружин главного фрикциона поворачивает подвижную чашку механизма выключения и через привод управления возвращает педаль в исходное положение - сервопружина препятствует резкому включению главного фрикциона.

Многодисковая фрикционная муфта – это разновидность механизмов передачи крутящего момента, состоящий из пакета фрикционных и стальных дисков. Момент передается за счет силы трения, возникающей при сжатии дисков. Многодисковые муфты широко используются в различных узлах трансмиссии автомобилей. Рассмотрим устройство, принцип действия, а также плюсы и минусы данных механизмов.

Принцип работы муфты

Основная задача многодисковой муфты – в нужный момент плавно соединить и разъединить входной (ведущий) и выходной (ведомый) валы с помощью силы трения между дисками. При этом от одного вала к другому передается крутящий момент. Диски сжимаются за счет действия давления жидкости.

Отметим, что чем сильнее соприкасаются поверхности дисков, тем больше величина передаваемого момента. При работе муфта может пробуксовывать, при этом ведомый вал разгоняется плавно, без рывков и ударов.

Главное отличие многодискового механизма от других заключается в том, что за счет наращивания количества дисков увеличивается количество соприкасающихся поверхностей, в результате чего становится возможным передавать больший крутящий момент.

Основа нормальной работы фрикционной муфты – наличие регламентированного зазора между дисками. Этот интервал должен равняться значению, которое установил производитель. Если зазор между дисками муфты будет меньше положенного, то фрикционы будут постоянно находиться в «поджатом» состоянии и, соответственно, быстрее изнашиваться. Если же расстояние будет больше, то при работе будет наблюдаться пробуксовка муфты. В этом случае тоже не избежать быстрого износа. Точная регулировка зазоров между фрикционами при ремонте муфты – залог ее правильной работы.

Устройство и основные компоненты

Многодисковая фрикционная муфта конструктивно представляет собой пакет из стальных и фрикционных дисков, которые чередуются между собой. Их количество напрямую зависит от того, какой крутящий момент необходимо передавать между валами.

Итак, в муфте присутствует два вида дисков – стальные и фрикционные. В чем же их различие? Все дело в том, что второй вид дисков имеет специальное покрытие, называемое «фрикционным». Оно изготовлено из материалов, которые имеют повышенный коэффициент трения: керамика, углеродные композиты, кевларовые нити и проч.

Чаще всего фрикционные диски – это стальные диски с фрикционным слоем. Однако, их основой не всегда выступает сталь, иногда эти части муфты изготавливают из прочной пластмассы. Диски крепятся к ступице ведущего вала.

Обычные стальные диски без фрикционных покрытий фиксируются в барабане, связанном с ведомым валом.

Также в конструкцию муфты входят поршень и возвратная пружина. Под действием давления жидкости поршень давит на пакет дисков, за счет чего и возникает сила трения между ними, а также передается крутящий момент. После того, как давление сбрасывается, пружина возвращает поршень обратно, и муфта выключается.

Различают два типа многодисковой муфты: сухая и мокрая. Второй тип устройств частично заполнен маслом. Смазочный материал необходим для:

• более эффективного отвода тепла;
• смазывания деталей муфты.

Мокрая многодисковая муфта имеет один недочет – у нее отмечается низкий коэффициент трения. Данный недостаток производители компенсируют с помощью увеличения давления на диски, а также благодаря использованию новейших фрикционных материалов.

Преимущества и недостатки

Преимущества многодисковой фрикционной муфты:

• компактность;
• при использовании многодисковой муфты значительно уменьшаются габариты узла;
• передача существенного крутящего момента при малых размерах механизма (за счет увеличения количества дисков);
• плавность работы;
• возможность соосно соединять ведущий и ведомый валы.

Однако, данный механизм не лишен недостатков. Например, при работе может наблюдаться пригорание стальных и фрикционных дисков. У мокрых многодисковых муфт при изменении вязкости смазочного материала также меняется коэффициент трения.

Применение муфты

Многодисковые фрикционные муфты широко применяются в автомобилях. Данное устройство используется в следующих системах:

• сцепление (в вариаторах без гидротрансформатора);
• автоматическая коробка передач (АКПП): муфта в АКПП служит для передачи крутящего момента к планетарному ряду;
• роботизированная коробка передач: пакет дисков с двойным сцеплением в коробке-роботе используется для высокоскоростного переключения передач;
• системы полного привода: фрикционное устройство устанавливают в раздаточной коробке (муфта здесь необходима для автоматического блокирования межосевого дифференциала);
• дифференциал: механическое устройство выполняет функцию полной или частичной блокировки.

Самый частой поломкой автоматической коробки передач, является износ фрикционных дисков или попросту – фрикционов. Происходит это в любом случае, даже если вы ухаживаете и (правда произойдет такое при приличном пробеге в 300 – 450 000 км). Если они сгорели, то передачи АКПП автомобиля не будут включаться или буксовать (про это чуть ниже). Не многие знают про эти диски, но они очень важный элемент в строении всей коробки в целом. Если можно грубо «выразиться» – это своеобразное сцепление автомата, именно эти элементы способствуют включению той или иной передачи. Лично я очень долго искал простую внятную статью по этим дискам, но так и не нашел, поэтому для общего понимания решил написать эту статью …

Начнем с определения.

Фрикционы (фрикционные диски) – это элемент сцепления между передачами, по аналогии с механической коробкой передач. В запрограммированный момент они смыкаются (при помощи давления масла) и останавливают нужную шестерню, в другой момент они размыкаются — шестерня начинает вращаться.

Устройство

По сути это обычные диски, которые делятся на две составляющих:

• Металлические. Они всегда находятся в зацеплении с корпусом АКПП, практически всегда не подвижны.
• Мягкие. Которые вращаются вместе с солнечными шестернями. Раньше они делались из прессованного картона, сейчас все чаще начинают делаться с графитовым напылением.

Также хочется отметить, что в старых АКПП, фрикционные диски были только односторонними, то есть накладок на них не было – отдельно металлически диск и бумажный.

Сейчас на современных автоматах, появляются усовершенствованные диски, даже на металле с боков есть накладки из графита. Они пропитывается маслом, и эффективно отводят тепло от металлического диска, а также способствуют продлению срока службы мягкого диска.

Набираются эти диски пакетами, то есть один металлический, другой мягкий и так несколько раз. В обычных 4 ступенчатых автоматах, таких наборов может быть два – три, все зависит от устройства.

Принцип работы

Как я уже заметил сверху, по сути, это аналог сцепления на механической коробке. Они устанавливаются на так называемые солнечные шестерни, каждая из шестерен отвечает за передачу. У автомата другая концепция работы, здесь все работу делают так называемые планетарные редукторы, в купе с которыми работают солнечные шестерни.

Шестерен примерно столько же сколько и передач, но они не располагаются отдельно, как скажем на механике, они собраны в общую конструкцию. Также хочется отметить, что в трансмиссии на 6 передач, могут быть два планетарных механизма и около 4 – 5 пакетов фрикционов.

Так как же они работают?

Если передача выключена, то фрикционные диски свободно вращаются, нет давления от насоса и они не зажаты. Но после того как передача включается масляный насос создает давление, через гидроблок оно проходит до специального канала и диски прижимаются друг к другу, таким образом нужная шестерня активизируется, а остальные останавливаются. Понять это достаточно не просто, особенно новичку, поэтому внизу будет подробное видео, где вы сможете посмотреть принцип действия.

В любом случае вам нужно понять — именно эти диски это очень важный элемент в работе всей АКПП в целом, без них не было принципа автоматической коробки передач.

Ресурс фрикционных дисков

Сами диски имеют достаточно большой срок службы, я даже сейчас боюсь предположить. Они вращаются не в воздухе, а в масле (ATF жидкости), поэтому ресурс действительно огромен.

Лично мое мнение, это минимум 350 тысяч километров, а как максимум 500 тысяч, все же нет ничего вечного!

НО если вы не вовремя меняете смазку, либо вообще не меняете, а полагаетесь на название – необслуживаемый автомат (хотя это бред). То они могут выйти из строя уже через маленький пробег, не дотянут и до 100 000 км. Так что масло для них, действительно решающий фактор. Почему? Читаем дальше.

Причины выхода из строя

Их не так уж и много и все они связаны с ATF жидкостью в автомате. Давайте перечислим по пунктам:

• Грязное масло . Большинство производителей, регламентируют замену в своих АКПП примерно при пробегах в 60 000 км. Однако сейчас начинают появляться так называемые необслуживаемые автоматы, владелец расслабляется и вообще не производит замену! Поэтому уже при 80 – 100 000 км появляются проблемы. НО почему? «Коробка передач» это сложный механизм, как мы уже с вами разобрались, здесь многое происходит от давления масла, ресурс его работы как раз и составляет 60 000 км, после оно уже теряет свои свойства примерно на 30 – 50%. Оно начинает пригорать, в нем образуется много грязи и стружки (потому как фильтр тоже забивается), и в конце концов оно не может нормально проходить через каналы гидроблока и масляного насоса. Давление падает, оно уже не способно сдавить фрикционные диски , и они банально начинают пробуксовывать друг об друга – просто горят! Вот почему масло пахнет горелым, при этой поломке – именно от дисков.

• Недостаточный уровень . Если уровень жидкости для «автомата», будет не достаточным, это приведет к аналогичной ситуации, описанной в первом пункте.
• Забит масляный фильтр. Если фильтр забит, масло через него не может проходить, давление падает. Диски проскальзывают – горят.
• Радиатор. От грязного масла он забивается, жидкость уже не может в нем циркулировать, а поэтому в основном находится в рабочей зоне. От высоких температур (а они могут достигать до 150 градусов), оно горит, становится густым и попросту убивает ваш автомат.
• Попадание воды. Редко но бывает, например у машин-утопленников с «Запада». Если вода попадает в масло, оно очень быстро разрушает мягкие фрикционные накладки, потому как они сделаны из прессованных видов бумаги и просто боятся воду.

Это основные причины выхода из строя этих дисков, как вы видите 4 из 5 пунктов, связаны с ATF жидкостью автомата, а точнее со своевременной ее заменой.

Еще раз подчеркну – ребята меняйте масло в автомате – ОБЯЗАТЕЛЬНО! И ДЕЛАЙТЕ ЭТО ПРАВИЛЬНО! Тогда эта трансмиссия будет вас радовать не одну сотню тысяч километров.

Сейчас смотрим видео версию, в ней более разжевано.

А на этом прощаюсь, читайте наш АВТОБЛОГ.

) - устройство передачи вращательного движения посредством силы трения скольжения .

Принцип работы

По назначению фрикционные муфты могут быть сцепными и предохранительными.

Сцепная фрикционная муфта (муфта сцепления), предназначенная для разъединения и плавного соединения входного и выходного валов посредством трения.

Во время включения в работу сцепных фрикционных муфт крутящий момент на ведомом валу возрастает поступательно и пропорционально увеличению силы взаимного прижатия поверхностей трения. Это позволяет соединять валы под нагрузкой и со значительной начальной разницей их угловых скоростей . В процессе включения муфта пробуксовывает, а разгон ведомого вала осуществляется плавно, без ударов.

Предохранительная муфта предназначена для разобщения входного и выходного валов в случае превышения предельной величины крутящего момента.

По типу трущихся поверхностей различают муфты дисковые, конусные, барабанные, барабанно-ленточные.

По способу создания сил трения различают муфты с пружинным, грузовым, центробежным, кулачковым, гидравлическим , пневматическим и электромагнитным нажимом.

По типу сил трения различают муфты сухого трения и муфты, работающие в масле.

Классификация фрикционных муфт

Фрикционные муфты по форме рабочих поверхностей бывают следующих видов:

• дисковые , рабочими поверхностями которых являются плоские торцевые поверхности дисков.
• конусные.
• цилиндрические .

На механических транспортных средствах применяется сцепление .

Фрикционная муфта гусеничного трактора

Служит для отсоединения одного из бортов при повороте.

Устройство

• Ведущий барабан.
• Ведущие диски.
• Ведомый барабан.
• Ведомые диски.
• Нажимные пружины.
• Стяжные пальцы.
• Отжимной диск.
• Выжимной подшипник.
• Вилка выключения муфты.

Принцип действия

При прямолинейном движении - пакет дисков прижат отжимным диском за счёт пружин, и вращение передаётся от центральной передачи через фрикционную муфту на бортовой редуктор. При повороте - усилие от рычага управления передаётся через сервомеханизм на вилку выключения муфты. Вилка оттягивает выжимной подшипник и отжимной диск. Он отходит от пакета дисков и освобождает их, при этом сжимаются пружины. Ведущие диски начинают пробуксовывать относительно ведомых.

См. также

Литература

• Муфта // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров . - 3-е изд. - М. : Советская энциклопедия, 1969-1978.
• Поляков В. С., Барбаш И. Д., Ряховский О. А. Справочник по муфтам. - Л.: Машиностроение (Ленингр. отд-ние), 1974. - 352 с.
• Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / Под ред. И. Н. Жестковой. - 8-е изд., перераб. и доп.. - М. : Машиностроение, 2001. - Т. 2. - 912 с. - ISBN 5-217-02964-1 (5-217-02962-5), ББК 34.42я2, УДК 621.001.66 (035).

Фрикционы (фрикционные диски, пакеты фрикционов) — элементы сцепления между передачами в , необходимые для включения и . Фрикцион состоит из основы (стального диска). На указанный диск наклеена специальная фрикционная накладка.

Основной задачей фрикционов является смыкание (сжатие) и размыкание (разжатие) в строго определенный момент, благодаря чему нужная шестерня , которая соответствует той или иной передаче, останавливается или начинает вращаться. Фрикционы сжимаются и разжимаются под давлением трансмиссионной жидкости ATF.

Читайте в этой статье

Устройство фрикционных дисков АКПП и принцип работы

Прежде всего, бывает два вида фрикционов:

• металлические диски с фрикционной накладкой, которые находятся в зацеплении с корпусом автоматической коробки. Такие фрикционы неподвижны.
• мягкие фрикционы, вращающиеся одновременно с солнечными шестернями. Такие фрикционы изготовлены из мягкого материала (например, прессованный картон) и имеют упрочняющее напыление (графитовое и т.д.)

Различные АКПП могут иметь разные типы фрикционов. Например, в автоматических коробках, произведенных в 20-м веке и которые сегодня устарели, фрикционные диски односторонние, без накладок. Фактически это означает, что диска два, причем один стальной, а другой картонный.

Более современные типы АКПП получили доработанные фрикционные диски с наладками, в результате чего увеличен ресурс фрикционов, улучшено теплоотведение и т.д. Набирают фрикционные диски так называемыми «пакетами» (пакет фрикционов), когда один диск из металла, а другой из мягкого материала. Указанные пары дублируются по нескольку раз, чтобы образовать готовый пакет. Например, простой 4-х ступенчатый автомат имеет 2 или 3 набора фрикционов.

Если говорить о принципах работы, нужно понимать, что в устройстве АКПП применяется так называемая планетарная передача. Итак, в двух словах, когда передача выключена, фрикционные диски вращаются без ограничений, то есть они не зажаты по причине отсутствия давления масла.

Однако в момент включения передачи трансмиссионная жидкость ATF под давлением проходит по каналам гидроблока, в результате чего диски сжимаются (фрикционы плотно прижаты друг к другу). В результате подключается нужная шестерня, при этом остальные шестерни в АКПП останавливаются.

Срок службы фрикционов и основные поломки

Многие автолюбители хорошо знают, что наиболее распространенной неисправностью коробки — автомат является износ фрикционных дисков (износ фрикционов). При этом избежать такого износа невозможно, однако грамотное обслуживание и эксплуатация АКПП позволяет увеличить ресурс пакетов фрикционов до 250-400 тыс. км. пробега.

Для этого необходимо своевременно менять масло в коробке автомат (каждые 40-50 тыс. км.), следить за уровнем масла в коробке, не допускать перегревов, не буксовать на машине с АКПП и т.д. Если же фрикционные диски вышли из строя, как правило, можно услышать, что фрикционы сгорели. На практике это проявляется таким образом, что передачи АКПП не включаются, передачи пробуксовывают и т.д. Давайте разбираться.

Итак, сами фрикционные диски вполне могут служить долго (вполне реален показатель пробега около 500 тыс. км.), так как вращаются указанные диски в масле. Так вот, именно от состояния масла в значительной степени зависит их ресурс. Если не менять масло в автомате и масляный фильтр, и при этом подвергать трансмиссию серьезным нагрузкам, вполне реально, что фрикционы также выйдут из строя уже к 80-150 тыс. км.

Причина — потеря свойств масла АТФ и старение, снижение давления, загрязнение самой жидкости продуктами износа КПП, проблемы с каналами гидроблока, соленоидами и т.д. В совокупности давление масла на фрикционы упадет, сжатие не будет таким эффективным и фрикционные диски в этом случае буксуют.

Получается, от трения они нагреваются и «подгорают», происходит разрушение фрикционных пакетов. Зачастую запах гари можно также заметить при анализе жидкости ATF, когда масло в коробке автомат пахнет горелым именно по причине проскальзывания и подгорания фрикционов.

Что в итоге

Как видно, фрикционные диски АКПП являются неким подобием сцепления в МКПП. При этом элемент достаточно надежен, однако только в том случае, если с давлением масла в коробке «автомат» все в порядке и сама жидкость чистая.

Снижение давления обычно происходит в случаях, когда:

• уровень масла (ATF) в коробке не соответствует норме;
• сама трансмиссионная жидкость потеряла свои свойства и/или сильно загрязнена;
• возникли проблемы с маслонасосом, снижена пропускная способность фильтра масла АКПП или масляного радиатора;
• забиты каналы гидроблока, некорректно работают соленоиды и т.п.

При наличии подобных неполадок передачи могут переключаться рывками, . Как правило, если проблеме не уделить внимания, первыми из строя выходят фрикционные диски, фрикционы проскальзывают и горят. В результате масло ATF в АКПП пахнет горелым, меняется цвет масла в коробке автомат и т.д.

Для решения проблемы в одних случаях может быть достаточно промывки масляного радиатора, замены масла в коробке автомат, а также масляного фильтра. В других ситуациях может потребоваться разборка АКПП для замены пакетов фрикционов, промывки каналов гидроблока, проверки работоспособности соленоидов.

Так или иначе, при выявлении первых признаков проскальзывания фрикционов, необходимо прекратить эксплуатацию ТС и доставить автомобиль на СТО с целью проведения углубленной диагностики АКПП.

Читайте также

Как работает коробка-автомат: классическая гидромеханическая АКПП, составные элементы, управление, механическая часть. Плюсы, минусы данного типа КПП.