Механизм включения муфты сцепления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 60 К 17/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) л . я. С Ы4. ь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ K,. ;,"й„,>< -"

4 псар а9 (1 — )

О2 Ячакс (21) 4887935/11

1 (2.2) 01,10.90 (46) 30.01.93. Бюл. N 4 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства

{72) kO.А,Титов и В.П.Шкурпела

{56) Башта Т,M. и др. Гидравлика, гидромашины и гидропривод, М.: Машиностроение, 1982, с.376, фиг.3,85. (54) МЕХАНИЗМ ВКЛ)ОЧЕНИЯ МУФТЫ

СЦЕПЛЕНИЯ ТРАКТОРА (57) Изобретение относится к тракторостроению и может быть использовано на всех тракторах с/х назначения для плавного включения муфты сцепления эа заданное время по определенномузакону нарастания крутящего момента. Цель изобретения—

Изобретение относится к области тракторостроения и может быть использовано на всех тракторах сельскохозяйственного назначения для плавного включения муфты сцепления за заданное время по определенномуу закону нарастания крутящего момента.

Известно приспособление к механизму включения муфты, выполненное в виде дополнительного гидроцилиндра. взятого от навесной системы трактора и используемого для плавного включения муфты сцепления у экспериментального трактора, на котором изучался разгон машинно-тракторного агрегата, Известное приспособление обеспечивает лишь плавное включение муфты сцепления за счет перетекания жидкости по трубке, соединяющей обе полости гидроцилиндра, и не задает линейного закона нараувеличение надежности муфты сцепления и силовой передачи трактора. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем гидравлическое приспособление с цилиндром, поршнем, штоком, в днище цилиндра жестко закреплены стержни переменного сечения, расположенные в дросселирующих отверстйях поршня, перемещающихся относительно стержней, стержни переменного сечения выполнены по формуле г Оо Jr D2 S1

4 стания крутящего момента на муфте сцепления в функции времени. Кроме того приспособление, используемое лишь в экспериментальных целях, не предусматривает свободного выключения муфты без преодоления сопротивления жидкости, перетекающей по той >ке трубке в обратном направлении.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является дросселирующее устройство L виде стержня переменного сечения, расположенного в отверстии, что обеспечивает переменное дросселирование потока жидкости.

В предложенном техническом решении в дросселирующем отверстии, выполненном в перемещающемся поршне, расположен стержень переменного сечения, жестко закрепле1. ный на днище гидроцилиндра, тем самым обеспечивается относительное

1791177

15

45 дарг 51 ро г

50 перемещение стержня в дросселирующем отверстии. В аналоге н<е стержень установлен в дросселирующем отверстии неподвижно и лишь после отвертывания контргайки может быть перемещен за счет резьбы в то или иное положение. Кроме того в предложенном решении рассчитанный профиль переменного сечения стержня обеспечивает равномерное движение поршня, чем достигается ли.нейный закон нарастания крутящего момента на ведомом валу муфты сцепления.

Также аналогичным предлагаемому техническому устройству является механизм включения муфты сцепления. Однако, в указанном механизме реализуется экспоненциальный закон включения муфты сцепления, а не линейный, который признан в науке, как оптимальный закон BKJIlo÷åíèë муфты сцепления.

Таким образом, совокупным действи ем в предложенном техническом решении двух признаков (относительное перемеще ние стержня переменного сечения относительно дросселирующего отверстия lt рассчитанный профиль сечения стержня) достигаются новые до этого неизвестные цели — равномерное движение поршня и, как следствие, включение муфты по наивыгоднейшему линейному закону нарастания крутящего момента, что обеспечивает повышение надежности деталей силовой передачи и муфты сцепления трактора.

Цель изобретения — увеличение надежности муфты, сцепления и силовой передачи трактора достигается тем, что в устройстве, содержащем гидравлическое приспособление с цилиндром, поршнем, штоком, в днище цилиндра. жестко закреплены стержни переменного сечения, расположенные в дросселирующих отверстиях поршня, перемещающихся относительно стержней, стержни переменного сечения выполнены по формуле

4 8 1

4пт„и (89 в (1 ) ,7г рг у 5иакс

Указанная цель не может быть достигнута в аналоге неподвижным игольчатым дросселем, устанавливаемым в отверстии, т.к. игольчатый дроссель, зафиксированный в каком-то одном из множества возможных положений, предопределяемым резьбой игольчатого дросселя и Kolltpt.BAKOA, не мажет автоматически задать равномерное движение поршня и линейный закон изменения крутящего момента нэ муфте сцепления.Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый механизм включения отличается тем, что стержни снабжены переменным сечением и автоматически перемещаются относительно дросселирующих отверстий в поршне.

На фиг.1 дана кинематическая схема механизма включения муфты сцепления, устройство и принцип действия которого общеизвестен; на фиг.2 — схематическое устройство гидравлического приспособления механизма выключения муфты сцепления; на фиг.3 — принципиальная схема для расчета элементов гидравлического приспособления; на фиг,4 — закон изменения приведенной силы, действующей на поршень, на фиг.5 — кинематическая схема привода поршня не центральным штоком, а с помощью двуплечего вильчатого рычага, который перемещает поршень по неподвижному штоку, Гидравлическое приспособление 1 через шток 2 соединено с наружным рычагом

3 выключающей виги<и 4 механизма выключения муфты сцепления. На фиг.2 цилиндр

5 с днищем 6 и крышей 7 заполнен жидкостью с низкой вязкостью (дизтопливо или тормозная жидкость): гидравлическое приспособление шарнирно крепится .к остову трактора 8. Поршень 9 через. пустотелый шток 2, стержень с резьбой 10, муфту 11 с контргайками 12 и 13 и тягу 14 соединены с наружным рычагом 3 механиз.ла выключения муфты сцепления. В теле поршня выполнено четыре больших отверстия 15, закрытых клапанами 16 с пружинами 17, и два меньших отверстия 18, в которых расположены стержни 19 переменного специально рассчитанного сечения на участке и с пазами согласно сечения ll-ll, В.штоке 2 выполнена полукруглая прорезь 20, закрываемая полуцилиндрическим сектором 21, выполненным заодно со стержнем 10; гайка

22 фиксирует стержень 10, На стержне 10 сделаны две лыски 23 под гаечныйл ключ для поворота сектора 21 и перекрытия прорези

20, При выключении муфты ногой тракториста поршень 9 движется вправо, клапаны 16 открывают отверстия 15, жидкость иэ полости А перетекает в полость В без большого сопротивления, т.к. отверстия 15 выполнены максимально большими.

Для включения сцепления тракторист сбрасывает ногу с педали сцепления и поршень, под действием пружин муфты сцепления, перемещается влево, клапаны 16 закрыты и жидкость перетекает из полости

1791177

В в полость h по гленьшим отверстиям 18.

Включение сцепленил проходит автоматически; Обеспечивается линейный закон нарастания крутящего момента IIa муфте сцепления. Зто обеспечивается эа счет специально рассчитанного профиля сеченил стержня 19. Чтобы обеспечить линейный за. кон нврастания крутящего момента на муфту сцепленил,необходимо с момента начала включения муфты равномерное движение поршня; это обеспечивается постепенным увеличением проходного сечения отверстий

18 за счет переменного профиля сечения стержней 19. Расчет профиля сечения стержней 19 приведены ниже, Применение устройства не исключает, в случае необходимости, возможности более длительного включения муфты; например, для гледленного движенил трактора назад во время сцепки с с.х. машиной тракторист может придерживать перемещение педали ногой, С изменением температуры в широких пределах изменяется вязкость жидкости и время включения муфты, Постоянства времени включения регулируется сектором 21, при повороте которого за лыски 23 (при ослаблении гайки 22) сектор 21 перекрывает прорезь 20,-изменяя тем самым общую площадь проходного сечения для перетекания жидкости из полости В н полость А. Муфта

11 служит длл регулировки длины тлги 14 при ослаблении контргаек 12 и 13.

На фиг.2 показано устройство н ниде гофрированного латунного цилиндра 24.

Цилиндр 24 компенсирует поглощение обьема жидкости вытесняемого из цилиндра штоком 2, когда он входит внутрь цилиндра .при включении глуфты сцепленил (паршень движется влево и жидкость перетекает из полости В в полость А и н гофрированный латунный цилиндр 24, Можно избежать установки компенсационного гофрированного латунного цилиндра 24. Для этого изгленяют кинематику привода поршня 4, фиг.5 от педа"è1,,когда поршень 4 переглещаетсл по неподвижному штоку 5 с помощью днуплечего нильчатаго рычага 2,внутреннее плечо которого воздействует нэ шип 3, а на наружное плечо одет маслостойкий резиновый чехол 6 для герметизации цилиндра, Расчет профиля сечения стержней. Исходные предпосылки расчета следу.ащие.

Линейный или оптимальный знкан нараствния крутящего маглента на муфте сцепления будет осуществлен в там случае, если касательннл силн трения на дисках сцепления будет возрастать пO линейному закону, тж, средний радиус дисков сцепле(3) где fI — площадь днища поршня;

Ч вЂ” постоянная скорость перемещения поршня нв учнстке ат начала буксования дискон да полного включенил муфты сцепления, С другой стороны с учетам истечения жидкости через сечение f

0= ycf 29, ЛР у (4) где,л — влзкасть жидкости;

55 p — удельный нес жидкости; . Л Р вЂ” перепад давлений; Л P==P-P;

P0 — аггласфернсе давление, Pc = 1;

-т 0

™О +1

4 нил и коэффициент трения постоянные величины.

Касательная сила трения будет изменяться линейно, если на участке S>, фиг.2 и

5 3, — от начала тренил дисков да их полного включения — скорость перемещения дисков или поршня гидроцилиндра будет постолнной величиной, т.к. в этом случае сила сжатия дискон между собой будет возрастать по

10 линейному закону.

Если сечение стержня на участке S> будет неизменным, то поршень будет двигаться равнозамедленно, т.к. приведенная к поршню сила Fc пружин сцепления будет

15 уменьшаться линейно в силу линейной характеристики пружин муфты сцепления, фиг2,3 и 4:

Ее=асс{1-S/ >вакс) (1) где Fcp — приведенная к поршню сила дей20 ствия пружин сцепления в начале буксования дисков;

S — текущее значение хода поршня на участке;

Suave знэчение пути поршня, если пру25 жины сцепления займут свободное состояние.

Силу Fc> с определенным допущением вычислим в зависимости от известной силы

Гл от усилия на педаль сцепления ноги трак30 тариста, которал равна 8„.12 кг. Используемым уравнение моментов относительно точки О, фиг.1; 2 11

Гса1=Р п(12 11) Гсо=Рн — 1F (2), l1

35 где i — передаточное отношение механизма

Определим закон изменения сечения длл прохода жидкости на участке S >, использул уравнения секундного расхода жидкости.

401791177

S1

Принимая Ч=сопэт, учитывая зна о чение Fc по уравнению(1) и (2), и, приравнивания уравнения (3) и (4), получим л:0 S1

f— ()

4 рь) ая н (3 ) д 0 у Scarc где to- оптимальное время включения муфты сцепления, равное 1,2...1,5 с.

Сечение отдельного стержня на участке

S1 определяется разностью между суммарной площадью всех отверстий и величиной поделенной на число стержней и:

ЮОо г

J1 D S1

4пто/4 (91Рн (1 - ) к0 у

>иакс (6) где Оо — диаметр малого отверстия в поршне.

Многочисленные опыты показали, что 25 включение муфты сцепления ногой даже опытнейшего тракториста приводит к неравномерному, скачкообразному изменению крутящего момента, передаваемого от двигателя через муфту сцепления трактора, 30 время включения при этом колеблется в больших пределах — 0,5...2,2 с вместо научно-обоснованных 1,2-1,5 с. Г! ри резком сбросе педали муфты сцепления в силовой передаче возникают ударные нагрузки, кру- у тящий момент при этом в 5-6 раз превышает расчетное значение. Это резко снижает срок службы деталей муфты, особенно ведомого диска с фрикционными накладками, и деталей силовой передачи — валов и шестерен, q0

Фрикционные накладки интенсивно изнашиваются от скачкообразного изменения крутящего момента в случаях неоправданно длительного включения муфты сцепления и под влиянием резкого включения муфты, Резкое включение муфты приводит к поломке деталей ведомого диска сцепления, зубьев шестерен и валов силовой передачи, Кроме того, при включении муфты тракторист проявляет максимум внимания и ос- 5() торожности, что в значительной мере г0 S1

4 4

4 n toga (Я ч (1 — )

;т 0 у Бракс я0о где Оо — диаметр малого отверстия в поршне, 0 — диаметр поршня;

S1 — путь поршня, когда включается муфта сцепления;

to — оптимальное время вкл)очения муфтЫ СцЕПЛЕ НИя, раВНОЕ 1о-1,2-1,5 С;

p — вязкость жидкости;

l — передаточное отношение механизма включения;

Рн — усилие на педаль сцепления от ноги тракториста, равное Рн=8-12 кг;

y— - удельный вес жидкости;

$1 — текущее значение хода поршня на участке 31;

5 иакс — значение пути поршня при свободном состоянии пружины сцепления. сказывается на его утомляемости. Приспособление значительно облегчает труд механизаторов, являясь- одним из элементов автоматизации процесса включения муфты сцепления, Гидравлическое приспособление просто по конструкции и технологии изготовления, т.к, не требует высокого класса точности и чистоты обработки; приспособление надежно в эксплуатации и просто в техническом обслуживании.

Формула изобретения

Механизм включения муфты сцепления, содержащий гидравлическое приспособление с цилиндром, поршнем, штоком, в днище цилиндра жестко закреплены стержни переменного сечения, расположенные в дросселирующих отверстиях поршня, перемеща(ощихся относительно стержней, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности муфты сцепления и силовой передачи эа счет равномерного движения поршня и оптимального закона увеличения крутящего момента на валу муфты сцепления, площадь поперечного сечения стержней переменного сечения выполнена в соответствии с формулой

1791177

17911 77

179 1М1

4 5

1791177

Составитель Ю. Титов

Техред М,Моргентал

Корректор Л.Филь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 120 Тираж Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5