ИМПУЛЬСНАЯ МУФТА СЦЕПЛЕНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению. Может быть использована в автомобиле-, тракторо-, локомотиво- станкостроении, кораблестроении.
Известны фрикционные, гидравлические и электромагнитные порошковые муфты сцепления - устройства для разъединения ведущего звена двигателя (маховика, например) с ведомым (трансмиссией автомобиля, например) и плавного их соединения.
«Автомобиль, основы конструкции» Вишняков Н.Н., Вахламов А.Н. и др., Москва, Машиностоение, 1986 г. (стр.109-120 «Сцепление»).
«Констукция автомобиля. Шасси» под общей редакцией Карунина, Москва, МГТУ, МАМИ, 2000 г. (стр.30-52, «Сцепление»).
Недостатки упомянутых муфт: потеря первоначальных свойств в результате нагрева при трении тел, передающих энергию от ведущего звена к ведомому (диски сцепления, масла, магнитные порошки), физические нагрузки при управлении муфтой.
Наиболее близкой является импульсная муфта сцепления, содержащая пакет гибких пластин, свернутых радиально в спираль, внешние концы которых соединены с цилиндрическими (или тарельчатыми) пружинами, закрепленными на ведущем звене муфты. Внутренние концы спиральных пластин закреплены на кольце трения, установленном свободно на ведомом звене, тонкостенный контейнер с гидравлическим телом, боковые фланцы ограничения осевого перемещения пакета пластин, цилиндрический корпус механизма управления захватом кольца, клапан сброса давления и выключения питания соленоида управления, шток с иглой, воздействующей на гидравлическое тело (патент на полезную модель №70948). Недостатками этой модели являются ненадежность работы из-за возможности заедания спиральных пластин при скольжении их друг относительно друга во время работы, появления вибраций пружин, а с ними и всей муфты, в результате освобождения от нагрузки, наличие отдельного клапана сброса давления.
Для повышения надежности работы и упрощения конструкции предлагается:
- крепление пружин производить непосредственно за кольцо трения, а спиральных пластин - за ведущий фланец муфты, ликвидировать клапан сброса давления и установить гаситель колебаний пружин. Сброс давления в управляющем цилиндре обеспечить за счет возвратного движения иглы соленоида.
Элементы общие с прототипом:
- муфта содержит пакет гибких спиральных пластин, пружины, закрепленные на концах гибких спиральных пластин, тонкостенный контейнер с гидравлическим телом, кольцо трения, иглу соленоида, воздействующую на гидравлическое тело, боковые кольца ограничения осевого перемещения.
Отличительные признаки:
- Соединение ведущего узла с пружинами и спиральными пластинами выполнено так, что пружины закреплены на кольце трения, спиральные пластины закреплены на концах пружин одним концом и на фланце ведущего звена - другим. Намотка спирали выполнена начиная с внутреннего витка, и все последующие витки продеты через проем в месте соединения пружин со спиральными пластинами; отсутствует клапан сброса давления. Сброс давления происходит при движении иглы соленоида в сторону противоположную требуемой для создания давления;
установлен гаситель колебаний пружин, возникающих после их освобождения от нагрузки;
кольца, ограничивающие радиальные и осевые перемещения пакета спиральных пластин, посажены на корпус тонкостенного цилиндра управления плотно и препятствуют его радиальным деформациям при увеличении давления внутри.
Предлагаемая муфта сцепления изображена на фигурах 1, 2, и 3:
на фигуре 1 - вид муфты спереди;
на фигуре 2 - вид муфты сверху;
на фигуре 3 - вид муфты сбоку.
Она содержит:
- энергетические модули, которые включают позиции 1, 2, 3, 4, 5
1. пружины левые;
2. пружины правые;
3. тяги с тарелками для упора пружины;
4. упоры пружин, жестко закрепленные на кольце трения;
5. пакет свернутых в спираль гибких пластин;
6. корпус ведущего звена;
7. кольцо трения;
Ведомое звено, которое включает позиции 8, 9, 10, 11:
8. выходной вал;
9. цилиндр управляющего механизма;
10. игла соленоида;
11. гидравлическое тело;
12. кольца ограничения осевых и радиальных перемещений стенок цилиндра управляющего механизма при появлении в нем давления;
13. гасители колебаний пружин, которые содержат позиции 14, 15, 16, 17;
14. шарниры;
15. стержни;
16. стержни с ползунами;
17. кольца подвижные опорные пружин;
18. упоры пружин на стержнях;
19. тяги и пластины, окаймляющие проемы в нижних витках;
20. зазор между кольцом трения и управляющим цилиндром.
Количество энергетических модулей определяется мощностью, подлежащей передаче через муфт, и характеристиками пружин. Управляющий механизм на фигурах 1, 2, и 3 не показан, кроме иглы соленоида(10).
Муфта передает энергию дискретными импульсами, частота которых определяет ее среднюю величину за единицу времени. Таким образом, мощность, которую передает муфта, регулируется изменением частоты возбуждения давления в управляющем механизме.
Работает муфта следующим образом.
Ведущее звено вращается с опережением ведомого звена, и кольцо трения свободно проворачивается относительно ведомого звена. Соленоид, настроенный на требуемую амплитуду колебаний по давлению, частоту и, соответственно, мощность при включении воздействует на иглу (10), создавая за счет ее колебаний давление - спады давлений в гидравлическом теле (11). Воздействуя на стенки цилиндра управляющего механизма давление гидротела заставляет их расширяться в пределах упругих деформаций, выбирая зазоры (20) и создавать на кольце трения (7) момент сил трения. Кольцо трения увлекается ведущим звеном (6) во вращение. При этом выбираются зазоры в пакете (5) между спиральными пластинами; пружины (1) и (2) деформируются и, за счет воздействия на них стержней (15 и 16), работают как единое целое, создавая возрастающий момент трения на кольце (7). При этом спиральные пластины обжимают кольцо трения (7) способствуя плавному нарастанию величины момента сил. По достижении расчетной деформации пружин управляющий механизм сбрасывает давление в гидротеле, стенки цилиндра (9) управляющего механизма возвращаются в исходное положение, связь ведущего звена с ведомым прерывается. Передача импульса энергии, обусловленного работой пружины на длине ее деформации, окончена. Под влиянием сил упругости пружины (1) и (2) возвращаются в исходное положение. Колебания пружин воспринимаются
стержнями (15 и 16) предотвращая колебания муфты в целом. Только кольцо трения (7) остается свободным для колебаний.
Пружины (1 и 2) подобраны с одинаковыми характеристиками.
Поэтому противоположно направленные их силы действия взаимно гасятся.
Передача энергии импульсами продолжается до тех пор, пока имеется разность угловых скорость ведущего и ведомого звеньев. Если угловые скорости уравниваются, давление в управляющем механизме должно быть снижено и муфта продолжит работу в режиме непрерывной передачи энергии.
Кольца (12) ограничения осевых и радиальных перемещений предохраняют тонкие стенки цилиндра (9) от неупругих деформаций при больших давлениях, действующих внутри него.
Эффект предложенной муфты выразится в увеличении долговечности, повышении универсальности и плавности работы.