Назначение гасителя крутильных колебаний, его конструкция и принцип действия
В постоянно замкнутых сцеплениях иногда применяют гасители крутильных колебаний – пружины, установленные в ступице ведомого диска сцепления, позволяющие ступице перемещаться относительно диска. За счёт трения между ними гасятся крутильные колебания. Гасители крутильных колебаний также способствуют и повышению плавности включения сцепления.
Пружины демпфера способствуют мягкому включению сцепления, а также понижают частоту собственных колебаний силовой передачи, устраняя возможность появления резонансных колебаний. Изменения крутящего момента, вызываемые крутильными колебания-
Крутящий момент двигателя не передается Передается крутящий момент двигателя
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Гаситель крутильных колебаний ( демпфер) применяют в высокооборотных многоцилиндровых двигателях для гашения крутильных колебаний и частичного поглощения энергии, вносимой возбуждающим моментом в систему коленчатого вала при резонансе. Его обычно устанавливают на переднем конце коленчатого вала, где амплитуда колебаний достигает максимальных значений. [1]
Гасители крутильных колебаний [3,4] предназначены для снижения или полного устранения высокочастотных колебаний, возникающих в трансмиссии от действия периодических возмущений. Вне зависимости от конструкции все они работают по принципу рассеивания энергии. Устройства состоят из упругого элемента ( пружины, резины), обеспечивающего относительное перемещение ведущей и ведомой частей диска, и диссипа-тивного элемента. [3]
Гаситель крутильных колебаний предохраняет трансмиссию от крутильных колебаний, возникающих в результате пульсации крутящего момента двигателя. При колебаниях крутящего момента пружины гасителя позволяют диску перемещаться относительно ступицы. Они сжимаются при увеличении крутящего момента и разжимаются при уменьшении. При этом происходит трение дисков / 5 и 20 о сухари 2 / и энергия крутильных колебаний превращается в теплоту. В целом гаситель крутильных колебаний повышает долговечность трансмиссии, особенно зубчатых колес и карданных валов. Кроме того, он повышает плавность включения сцепления. [4]
Гаситель крутильных колебаний ( демпфер), или антивибратор, служит для гашения крутильных колебаний и частичного поглощения энергии, вносимой при резонансе возбуждающим моментом в систему коленчатого вала. Обычно его устанавливают на переднем конце коленчатого вала, где амплитуда колебаний достигает максимальных значений. [5]
Гаситель крутильных колебаний ( рис. 61, в) способствует плавному включению муфты и предохраняет силовую передачу от резких изменений скоростей, возникающих при переменных режимах работы двигателя. [6]
Гаситель крутильных колебаний состоит из двух дисков, имеющих по восемь радиальных отверстий, и восьми пружин с опорными пластинками. К ведомому диску прикреплено кольцо гасителя крутильных колебаний с восемью прорезями, совпадающими с такими же прорезями в ведомом диске. Стальные диски гасителя прикреплены к ступице ведомого диска. В отверстия дисков гасителя и ведомого диска установлены пружины с опорными пластинами. Снаружи гаситель закрыт маслоотражательными шайбами. Крутильные колебания гасятся за счет трения между стальными дисками гасителя и упругости его пружин. [7]
Гаситель крутильных колебаний служит для гашения колебаний, возникающих в коленчатых валах и достигающих опасной величины при совпадении ( резонансе) частоты вспышек, происходящих в цилиндрах, с собственной частотой колебаний коленчатого вала. Число оборотов вала двигателя, при котором происходит резонанс, называется критическим числом оборотов. При этом двигатель начинает сильно вибрировать и вал может сломаться. У некоторых двигателей такие гасители устанавливаются также и на распределительных валах. Примером может служить двигатель ЯАЗ-206, имеющий гасители на коленчатом, распределительном и балан-сирном валах. [8]
Гаситель крутильных колебаний предохраняет трансмиссию от крутильных колебаний, обусловливаемых пульсацией крутящего момента двигателя. Снижая жесткость трансмиссии, пружины гасителя уменьшают частоту ее собственных колебаний и тем самым устраняют возможность возникновения резонансных колебаний на эксплуатационных режимах работы двигателя. При колебаниях крутящего момента пружины гасителя позволяют диску перемещаться относительно ступицы. При этом происходит трение дисков 15 к 20 о сухари 21, и энергия крутильных колебаний превращается в тепло. В целом гаситель крутильных колебаний повышает долговечность трансмиссии, особенно шестерен и карданных валов. Кроме того, он повышает плавность включения сцепления. [9]
Гасители крутильных колебаний имеют различную конструкцию, в зависимости от рода возникающего при их работе трения. У двигателей ЗИС-110 установлен гаситель фрикционно-моле-кулярного трения ( рис. 11), состоящий из штампованного корпуса 2 и маховичка 4, связанного с корпусом слоем 5 привулка-низованной к металлу резины. Внутри корпуса имеется также фрикционное кольцо /, прижатое к корпусу пружинами 3, установленными в гнездах маховичка. Энергия колебаний гасится молекулярным трением слоя резины и трением фрикционного кольца. [10]
Гасители крутильных колебаний применяются в сцеплениях некоторых автомобилей ( М-20 Победа, ЗИС-110, Москвич) для гашения колебаний, возникающих в силовой передаче. При наличии гасителя крутильных колебаний усилие от ведомого диска к его ступице передается через 6 — 8 сжатых спиральных пружин, допускающих небольшое угловое перемещение диска относительно ступицы. Возникающее при таком перемещении трение между диском и фланцем ступицы гасит крутильные колебания. [11]
Гаситель крутильных колебаний обеспечивает значительное снижение амплитуд крутильных колебаний при резонансе, а следовательно, и уменьшение дополнительных напряжений в коленчатом вале. [12]
Гасители крутильных колебаний обычно устанавливают на переднем конце коленчатого вала, где амплитуда колебаний достигает максимальных значений. [13]
Гаситель крутильных колебаний коленчатого вала представляет собой тяжелый маховичок, устанавливаемый на переднем конце коленчатого вала таким образом, что он имеет возможность провертываться относительно вала на небольшой угол со значительным трением. Обычно гаситель конструктивно объединяют со шкивом для ремня вентилятора. При возникновении крутильных колебаний значительной величины гаситель вследствие своей инерции стремится вращаться равномерно и начинает проскальзывать по валу, то опережая вал, то отставая от него. Возникающее при этом трение поглощает энергию крутильных колебаний и этим препятствует их усилению. [14]
Гасители крутильных колебаний разных конструкций ( рис. 269) устанавливаются на передней части вала. Принцип действия гасителей состоит в том, что силы трения поглощают энергию колебаний. [15]
Гаситель крутильных колебаний
Гаситель колебаний (демпфер) вводят в конструкцию сцепления для предохранения трансмиссии автомобиля от резонансных крутильных колебаний, возникающих при совпадении одной из частот собственных колебаний трансмиссии с частотой действия возмущающей силы, вызываемой пульсацией крутящего момента двигателя.
Гаситель крутильных колебаний (а) и его нерабочее (б) и рабочее <в) положения:
1 и 9 — накладки диска; 2 — пластинчатая пружина; 3 — ведомый диск; 4 — фрикционные шайбы; 5 — ступица ведомого диска; 6 — регулировочная шайба; 7 — пружина; 8 —пластина гасителя.
Для предотвращения передачи угловых колебаний от двигателя на валы трансмиссии в конструкции сцепления предусмотрен гаситель крутильных колебаний (демпфер). Пружины демпфера обеспечивают упругую связь ведомого диска сцепления с его ступицей.
При отсутствии передачи крутящего момента вырезы фланца ступицы и ведомого диска, в которых расположены демпферные цилиндрические пружины, совпадают. Передача крутящего момента от ведомого диска к его ступице осуществляется через демпферные пружины. При этом ведомый диск поворачивается на некоторый угол относительно фланца ступицы и между ними возникает трение. Таким образом, энергия крутильных колебаний превращается в тепловую. Предельное угловое смещение дисков ограничено размером вырезов во фланце ступицы.
Гаситель колебаний (демпфер) вводят в конструкцию сцепления для предохранения трансмиссии автомобиля от резонансных крутильных колебаний, возникающих при совпадении одной из частот собственных колебаний трансмиссии с частотой действия возмущающей силы, вызываемой пульсацией крутящего момента двигателя.
Устройство сцепления современного
автомобиля
На рисунке показаны наиболее распространенные схемы гасителей. Упругим элементом служат пружины 3, тангенциально расположенные и вставленные в окна, прорезанные в ведущих дисках 1 и 2 и во фланце ведомой ступицы 4. На диске 1 закреплен ведомый диск сцепления; диски 1 и 2 соединены между собой заклепками 6. Прокладки 5 (а), изготовленные из стали или фрикционного материала, по толщине и количеству подбирают так, чтобы обеспечить необходимый момент трения между ведущим и ведомым элементами гасителя для поглощения энергии колебаний при резонансе.
В сцеплениях грузовых автомобилей обычно вместо прокладок 5 устанавливают пружинные кольца 7 (б), которые при стягивании заклепками создают осевую силу, необходимую для получения определенного момента трения. В данном случае при сборке гасителя не требуется такая точная регулировка момента трения, как в первом варианте.
Конструкционные схемы гасителей в трансмиссии автомобиля.
Для более эффективного гашения колебаний иногда гасители конструируют с переменной жесткостью: сначала жесткость меньше, а затем она увеличивается. Такое изменение начальной жесткости достигается тем, что сначала в работу вступает лишь часть пружин 3, а затем уже все остальные. Для этого длину окон во фланце ступицы и в ведомых дисках, в которые вставлены пружины 3, делают меньше, чем у остальных окон. Предельный момент Мmax, скручивающий гаситель до упоров и ограничивающий его минимальную жесткость, выбирают обычно равным моменту, определяемому сцепным весом автомобиля при коэффициенте сцепления 0,8, то есть:
Приспособления, обеспечивающие чистоту выключения сцепления.
Предохранение трансмиссии автомобиля от инерционных нагрузок обеспечивается правильным выбором коэффициента запаса сцепления. Дальнейшего снижения инерционных нагрузок, передаваемых от двигателя на трансмиссию, можно добиться, ограничивая резкость включения сцепления или введением гидродинамической муфты. Гаситель (демпфер) при небольшом числе оборотов коленчатого вала двигателя снижает инерционный момент, передаваемый от двигателя на трансмиссию, на 10-15%. При числе оборотов свыше 2500 в минуту инерционный момент уменьшается при наличии гасителя лишь на 5-6%.
Полное отключение двигателя от трансмиссии достигается наличием зазора между дисками сцепления в выключенном состоянии. В однодисковых сцеплениях при отсутствии рычажков выключения, принудительно отводящих нажимной диск, для этой цели применяют слабую пружину 2, оттягивающую нажимной диск 1 от ведомого при выключенном сцеплении (а). В двухдисковых сцеплениях средний ведущий диск 4 в момент выключения сцепления отталкивается от маховика слабой витой или пластинчатой пружиной 3 (б) и упирается в болт 5, ввернуты в корпус 6 сцепления.