Встановлення навантажень при розрахунку на витривалість деталей автомобіля

10

Термін служби зчеплення в основному залежить від числа включень і виключень, так як фрикційна обшивка зношується головним чином при відносному прослизанні тертьових поверхонь.

При кожному включенні зчеплення відбувається робота буксування, яка переходить в тепло, нагріває металеві деталі зчеплення, внаслідок чого фрикційна обшивка працює при підвищених температурах. Досліди по зносу фрикційної обшивки, показали, що при підвищенні температури з 20 до 100 градусів Цельсія знос деяких обшивок збільшується приблизно вдвічі.

Особливо часто користуються зчепленням при експлуатації автомобіля в міських умовах. У цьому випадку доводиться вимикати зчеплення 500-650 раз на 100 км пробігу.

При рушанні автомобіля з місця робота буксування зазвичай виходить більшою, ніж при перемиканні передач, тому визначимо її саме для цього випадку.

Скористаємося схемою, але перенесемо умовний маховик із вторинного валу коробки передач на первинний вал, який обертається в ік разів швидше. При цьому момент інерції Јв нового умовного маховика:

Формула моменту інерції маховика

У початковий момент маховик з моментом інерції Јв нерухомий і, отже, його кутова швидкість we=0. При рушанні автомобіля з місця водій плавно відпускає педаль зчеплення і одночасно натискає на педаль подачі палива, збільшуючи крутний момент, що розвивається двигуном.

Для спрощення задачі припустимо, що водій, розігнавши колінчастий вал двигуна до деякої кутової швидкості we=w0, при якій двигун розвиває максимальний крутний момент Мемах різко відпускає педаль зчеплення, одночасно до межі натискаючи на педаль подачі палива. Знехтуємо невеликим зменшенням крутного моменту, развиваемого двигуном, залишається постійним і рівним Мемах. При цьому баланс моментів, прикладених до колінчастого валу, наступний:

Формула баланса моментов

Формула балансу моментів доданих до колінчастого валу

де – кутове уповільнення колінчастого вала двигуна у випадку, коли момент тертя зчеплення.

Формула углового замедления коленчатого вала

Формула кутового уповільнення колінчастого вала

Баланс моментів, прикладених до первинного валу коробки передач, при тих же умовах виражається наступним рівнянням:

Формула баланса моментов приложенных к первичному валу передач

Формула балансу моментів доданих до первинного валу передач

Де – кутове прискорення первинного валу коробки передач.

Для випадку рушання з місця на горизонтальній дорозі з асфальтобетонним покриттям моментом опору можна знехтувати. Тоді

Графічно процес рушання автомобіля з місця при зроблених припущеннях показаний на схемі.

Процесс трогания автомобиля с места

Рушання з місця починається через час t1, коли момент тертя М, що передається зчепленням, досягне величини . За весь час t2, поки відбувається рушання з місця автомобіля при буксовке зчеплення, момент М прийнятий постійним і рівним статичному моменту тертя зчеплення без урахування короткочасних пікових значень і коливань моменту. Закон зміни кутових швидкостей колінчастого вала двигуна і первинного валу коробки передач прийнятий прямолінійним.

Робота на колінчастому валу двигуна за час dt:

Робота на первинному валу коробки передач за той же час:

Робота буксування за час dt:

Робота буксування зчеплення за весь час t2

Формула работа буксования сцепления

Формула робота буксування зчеплення

Величина інтеграла графічно визначається площею заштрихованої графіка кутових швидкостей, обмеженою віссю ординат і прямими лініями, що характеризують зміни кутових швидкостей колінчастого вала двигуна і первинного валу коробки передач. Площа цього трикутника дорівнює половині добутку основи на висоту, являє собою кут буксування (в радіанах). Таким чином

Як вказує рівняння, робота буксування зчеплення різко збільшується, якщо рушати з місця при високих числах обертів колінчастого вала двигуна , а також на високих передачах коробки передач, що веде до збільшення . Момент інерції зростає пропорційно вазі автомобіля. Тому при експлуатації автомобіля з причепами умови роботи зчеплення значно погіршуються. Робота буксування зростає із зростанням моменту інерції обертових частин двигуна та провідної частини зчеплення. При збільшенні коефіцієнта робота буксування зменшується. Робота буксування значно зростає при рушанні з місця на підйомі або на дорозі з великим опором, коли вже не можна нехтувати моментом .

Знаючи роботу буксування, можна підрахувати, наскільки підвищиться температура зчеплення при рушанні автомобіля з місця:

 

В автомобілях, призначених для експлуатації в міських умовах, розрахункове підвищення температури за одне рушання з місця не повинна перевищувати 8-10 градусів Цельсія. Знизити цю температуру можна, роблячи натискний диск і ведучий диски масивними. Крім того, забезпечують хорошу вентиляцію внутрішньої порожнини корпусу зчеплення через вікна. Робочий процес зчеплення в дійсних умовах може дещо відрізнятися.

{jcomments on}

2