Главный фрикцион (см. рис. 62). Главный фрикцион двухдисковый, сухого трения, предназначен для кратковременного отключения двигателя от коробки передач, для плавного трогания машины с места и предохранения агрегатов силовой передачи и двигателя от перегрузок при резком изменении нагрузок на ведущих колесах.

Главный фрикцион размещается в общем картере с коробкой передач и отделен от нее внутренней перегородкой.

Главный фрикцион состоит из ведущих и ведомых частей и механизма выключения.

Ведущие части жестко связаны с коленчатым валом двигателя. К ним относятся опорный диск 19, ведущий барабан 17 с внутренними зубьями и кожух 14, крепящийся вместе с опорным диском болтами 18 к маховику

двигателя. В зацепление с зубьями ведущего барабана входят зубья ведущего диска 20 и нажимного диска 22. В кожухе 14 закреплены девять стаканов 24, в которых размещены по две концентрических спиральных нажимных пружины 16.

К ведомым частям относятся два стальных ведомых диска 21 с внутренними зубьями с прикрепленными к ним с обеих сторон дисками трения, изготовленными из специальной фрикционной массы КФ-2 ГОСТ 1786-57, и ведомый барабан 23, на зубьях которого сидят ведомые диски.

Ведомый барабан связан шлицами с полым валом 7, изготовленным заодно с ведущей конической шестерней коробки передач.

Механизм выключения состоит из бустера 9 с поршнем 10, корпуса 13 с радиально-упорным подшипником 12, трех оттяжных пружин 5 трех двуплечих рычагов 1, закрепленных на осях в кожухе 14.

Рис. 62. Главный фрикцион:

1 - двуплечий рычаг; 2 - вилка; 3 - регулировочная гайка; 4 - стопорная планка; 5 - оттяжная пружина; 6 - пробка отверстия для смазки; 7 - ведущий вал коробки передач; 8 - самоподжимная манжета; 9 - бустер главного фрикциона; 10 - поршень бустера; 11 - корпус уплотнения; 12 - подшипник; 13 - корпус подшипника механизма выключения; 14 - кожух главного фрикциона; 15 - картер коробки передач;16 - нажимные пружины; 17 - ведущий барабан; 18 - болт; 19 - опорный диск; 20 - ведущий диск трения; 21 - ведомый диск трения; 22 - нажимной диск; 23 - ведомый барабан; 24 - стакан пружин; 25 - ведущий валик масляного насоса; 26 - кольцо-ограничитель хода поршня; 27 и 29 - резиновые кольца; 28 - кожух; 30 - болт крепления стопорной планки; 31 - крышка корпуса подшипника; а - полость.

Назначение, общее устройство планетарных механизмов поворота с остановочными тормозами, коробки передач, стояночного тормоза и бортовой передачи БМП-2

Назначение планетарных механизмов поворота - передача крутящего момента от коробки передач к бортовым передачам, осуществление поворота и кратковременное увеличение тягового усилия на ведущих колесах без переключения передач (включение замедленной передачи).

Механизмы поворота - планетарные, двухступенчатые. На машине установлены два планетарных механизма поворота с остановочными тормозами одинаковых по конструкции. Они подсоединены к коробке передач с двух сторон картера.

Назначение остановочных тормозов - остановка, торможение машины, осуществление крутого поворота и удержание машины в остановленном состоянии.

Остановочные тормоза - ленточные, плавающие.

Устройство планетарных механизмов поворота . Каждый механизм поворота состоит из однорядного планетарного редуктора, блокировочного фрикциона и дискового тормоза ПМП.

Планетарный редуктор состоит из эпициклической шестерни 19 (см. рис. 62), установленной на грузовом валу КП, водила 34 с тремя сателлитами 8 на осях, солнечной шестерни 35, которая жестко соединена с наружным барабаном 21 блокировочного фрикциона, а также деталей крепления планетарного редуктора.

Блокировочный фрикцион соединяет (блокирует) эпициклическую шестерню 19 с солнечной шестерней 35, обеспечивая прямую передачу крутящего момента от грузового вала КП к бортовой передаче, и разъединяет солнечную и эпициклическую шестерни для получения замедленной передачи.

Блокировочный фрикцион состоит из четырех ведущих дисков 18 с металлокерамическими поверхностями трения, трех ведомых дисков 17, наружного барабана 21, нажимного диска 7, нажимных пружин 20, опорного диска и внутреннего барабана (эпициклической шестерни 19). Блокировочный фрикцион - постоянно замкнутый.

Тормоз ПМП служит для остановки солнечной шестерни 35 для получения замедленной передачи в планетарном механизме поворота. Он состоит из дискового тормоза 24 (трех стальных дисков и четырех дисков с металлокерамическими поверхностями трения), наружного барабана 23, внутреннего барабана, который представляет одно целое с наружным барабаном 21 блокировочного фрикциона, нажимного диска 27, опорного диска 5, пружин 25, поршня 28. Тормоз ПМП - постоянно разомкнутый.

Остановочный тормоз состоит из тормозной ленты, составленной из двух половин, к внутренней поверхности которых приклепаны армированные фрикционные накладки, оттяжных пружин, которые крепятся к кронштейнам и к тормозной ленте, двух гидроцилиндров, пружин, регулировочной гайки, рычага, упора и тормозного барабана.

Устройство привода управления планетарными механизмами поворота. Привод управления поворотом машины предназначен для осуществления поворота машины. Он состоит из руля, расположенного в рулевой колонке, валика, рычагов, тяг, золотников и левого и правого поворота.

На валике жестко закреплен подвижной упор, а к трубе рулевой колонки приварена планка, на которой имеются регулируемые ограничители. Подвижной упор и ограничители исключают возможность ударов золотников о корпус золотниковой коробки при отклонении руля до упора.

На валике запрессованы два штифта, которые входят в пазы, имеющиеся на ступицах рычагов. При отклонении руля один штифт упирается в край паза и перемещает рычаг, а второй штифт в это время передвигается по пазу другого рычага, который удерживается пружиной и не поворачивается.

Привод замедленной передачи предназначен для одновременного выключения блокировочных фрикционов и включения тормозов обоих ПМП при прямолинейном движении, что обеспечивает увеличение крутящего момента в 1,44 раза и соответственное уменьшение скорости на каждой передаче.

Привод управления планетарными механизмами может находиться в исходном положении, в положении включенной замедленной передачи и в положениях, соответствующих повороту.

Работа планетарных механизмов поворота и привода управления. В исходном положении руль находится в горизонтальном положении, рычаг замедленной передачи в верхнем положении, рычаги золотниковой коробки пружинами оттянуты в заднее крайнее положение, блокировочные фрикционы включены, а тормоза ПМП выключены. При этом солнечные шестерни ПМП сблокированы с эпициклами, они представляют собой одно целое.

При включенной передаче водила ПМП вращаются с той же скоростью, что и грузовой вал коробки передач. Машина движется со скоростью, определяемой передачей, включенной в КП.

При перемещении рычага вниз через валик, тяги и рычаги перемещаются золотники золотниковой коробки и открывают каналы подвода масла к бустерам блокировочных фрикционов и тормозов ПМП. Под давлением масла блокировочные фрикционы выключаются, а тормоза ПМП включаются.

При включенной передаче вращение от грузового вала КП передается через сателлиты, которые, обкатываясь вокруг солнечных шестерен, вращают водила. Машина движется прямолинейно со скоростью в 1,44 раза меньше скорости, определяемой передачей, включенной в КП.

Поворот машины производится поворотом руля влево или вправо. Изменение радиуса поворота машины происходит плавно, чем больше угол поворота руля от исходного положения, тем с меньшим радиусом будет производиться поворот машины.

При повороте руля на небольшой угол влево через валик поворачивается рычаг, который через тягу поворачивает рычаг золотниковой коробки.

Рис. 63. Планетарный механизм поворота:

1 - наружная уплотнительная манжета; 2 - бронзовая втулка (подшипник); 3 - опорный палец; 4, 11 - прокладки; 5 - опорный диск; 6 - опора бустера; 7 - нажимной диск блокировочного фрикциона; 8 - сателлит; 3 - игольчатый подшипник; 10 - ось сателлита; 12 - игольчатый подшипник водила; 13 - грузовой вал коробки передач; 14 - шпилька крепления картера; 15 - гайка: 16 - проставка; 17 - ведомый диск блокировочного фрикциона; 18 - ведущий диск; 19 - эпициклическая шестерня планетарного ряда (внутренний барабан); 20 - пружина блокировочного фрикциона; 21 - наружный барабан; 22 - болты крепления барабана к проставке; 23 - барабан; 24 - дисковый тормоз; 25 - оттяжная пружина тормоза; 26 - тормозной барабан; 27 - нажимной диск тормоза; 28 - поршень; 29 - уплотнительные кольца; 30 - шарикоподшипник; 31 - манжета; 32 - зубчатая муфта; 33 - пробка водила; 34 - водило планетарного ряда; 35 - солнечная шестерня; 36 - внутренняя уплотнительная манжета поршня.

При повороте рычага золотник перемещается и открывает канал подвода масла к бустеру блокировочного фрикциона левого ПМП.

Масло под воздействием постепенно увеличивающегося давления за счет скоса на золотнике начинает перемещать нажимной диск. Сила сжатия дисков уменьшается, диски пробуксовывают. По мере уменьшения силы сжатия величина крутящего момента, передаваемого к ведомым дискам блокировочного фрикциона левого ПМП, а, следовательно и к левому ведущему колесу, уменьшается, левая гусеница начинает отставать и машина с большим радиусом поворачивается влево.

При повороте руля на больший угол золотник, перемещаясь, открывает канал подвода масла к бустеру тормоза левого ПМП, при этом канал подвода масла к бустеру блокировочного фрикциона остается открытым. Поршень 28 вместе с нажимным диском начинает перемещаться и сжимает диски трения тормоза ПМП.

Зазор между дисками трения постепенно уменьшается, диски начинают пробуксовывать, величина крутящего момента, передаваемого к водилу планетарного ряда, увеличивается, и левая гусеница будет все больше отставать от правой гусеницы, радиус поворота машины будет постепенно уменьшаться.

При полностью включенном тормозе и блокировочном фрикционе левого ПМП вращение передается через сателлиты, которые, обкатываясь вокруг заторможенной солнечной шестерни, вращают водило левого ПМП со скоростью в 1,44 раза меньше скорости вращения водила правого ПМП, машина будет поворачиваться с фиксированным радиусом поворота.

При повороте руля до упора золотник, перемещаясь, вначале открывает канал слива масла из бустера тормоза ПМП, при этом масло сливается в картер коробки передач, а поршень тормоза возвращается в исходное положение, освобождая диски трения. Блокировочный фрикцион остается выключенным. Затем золотник открывает канал подвода масла к гидроцилиндру левого остановочного тормоза.

Масло под давлением поступает в полость, поршень перемещается и своим штоком нажимает на ролик рычага стояночного тормоза. Рычаг поворачивается вокруг оси и затягивает тормозную ленту. Левая гусеница затормаживается, машина поворачивается на месте в левую сторону.

При установке руля в исходное положение золотник перемещается в первоначальное положение и открывает канал слива из бустера блокировочного фрикциона, при этом масло сливается в картер КП, а блокировочный фрикцион под действием пружин включается. При включенной передаче машина будет двигаться со скоростью, определяемой передачей, включенной в КП.

Привод управления остановочными тормозами. Привод управления остановочными тормозами состоит из педали, расположенной на педальном мостике и удерживаемой в исходном положении пружиной, рычага на педальном мостике, рычагов и на переходном мостике, тяги, золотникаостановочных тормозов, расположенного в золотниковой коробке, гидроцилиндров. Гидроцилиндры одинаковы по устройству и состоят из корпуса, поршня, штока и штуцеров.

Работа остановочных тормозов и привода управления . Для торможения машины остановочными тормозами необходимо нажать на педаль, при этом поворачивается труба, жестко соединенная с педалью, и рычаг.

Рычаг, поворачиваясь, через тягу перемещает золотник остановочных тормозов. Золотник, перемещаясь, открывает канал подвода масла к гидроцилиндрам. Масло под давлением поступает в полость гидроцилиндров, перемещая поршни и затягивая тормозные ленты. Давление в гидроцилиндрах нарастает плавно в зависимости от степени нажатия на педаль благодаря наличию следящего устройства.

При отсутствии необходимого давления масла в системе гидроуправления ленты остановочных тормозов затягиваются с помощью сжатого воздуха, поступающего из пневмосистемы машины: при нажатии на педаль остановочных тормозов рычаг мостика воздействует на конечный выключатель и замыкает его контакт. Напряжение через сигнализатор давления, контакт которого замыкается автоматически при падении давления в системе гидроуправления ниже 0,25 МПа (2,6 кгс/см2), и конечный выключатель подается к электропневмоклапану пневмосистемы, который открывается, и сжатый воздух по трубопроводам через штуцер поступает в полость гидроцилиндра. Поршень перемещается и нажимает на ролик рычага стояночного тормоза, ленты остановочных тормозов затягиваются.

Устройство механизированной техники предполагает наличие переходных участков, через которые транслируется крутящий момент. В большинстве случаев эту функцию передачи энергии выполняют специальные муфты. Отчасти их можно рассматривать в качестве соединительных элементов, но в перечень задач такой оснастки входит и обеспечение привода. В полной мере эту работу выполняют фрикционные муфты, которые задействуются в транспортной технике, промышленных станках, инженерном оборудовании и так далее.

Общее устройство муфты

Конструкционно муфты различаются и могут иметь особенности устройства в зависимости от типа, но чаще всего в качестве базы для них используют пакет дисковых элементов с фрикционной функцией. Конкретное число дисков будет зависеть от частоты крутящего момента, который должен быть передан от одного вала другому. В традиционной муфте предусматривается два диска. Один из них фрикционный, а другой - стальной. Причем материал изготовления тоже может быть общим. Выраженное отличие имеет фрикционное покрытие. Его задача заключается в обеспечении надежной сцепки, за счет которой будет реализовано движение валов. В целях повышения коэффициента трения фрикционные муфты снабжаются углеродными элементами и высокопрочной керамикой. Существуют и модели без фрикционных покрытий. В таких случаях дисковые стальные компоненты крепятся в барабанной основе, смежной с управляемым валом, которому передается крутящий момент. Конструкция также может дополняться возвратными пружинами и поршнем. Задача поршня заключается как раз в усилении сцепки между фрикционным покрытием и ведомым валом. Что касается пружины, то она возвращает рабочий диск на место.

Принцип работы

Как уже отмечалось, муфты могут иметь разные задачи, но в целом принцип их работы остается одним - осуществление сопряжения и разъединения двух рабочих агрегатов. В процессе подключения к движению фрикционной муфты на управляемом валу постепенно нарастает сила прижатия. То есть фрикционная сторона осуществляет поступательное сцепление с ведомым валом. В этот момент важна не столько сама сцепка, сколько схождение двух сил прижатия на фоне совершаемой работы со стороны основного вала.

Муфта для предохранения рассчитана на функцию безопасного разобщения валов при выходе пиковой величины крутящего момента за рамки стандартных значений. Подключаемый вал в дальнейшем будет продолжать стабильную плавную работу. Впрочем, это определит характер движения механизмов, которые обслуживает фрикционная муфта. Принцип работы дисков при осуществлении прямолинейного движения предполагает, что большое значение в качестве сопряжения будут иметь вспомогательные узлы и агрегаты, через которые также транслируется передача. Например, к таким могут относиться бортовые редукторы, сервомеханизм (при поворотах), а также вилка отключения муфты.

Разновидности муфты

Муфты различаются по конструкционному исполнению, способу оказания прижимного усилия и характеру обеспечения механики трения. Уже говорилось, что в качестве элементов муфты чаще всего выступают диски. Но также могут использоваться конусные, цилиндрические и барабанно-ленточные детали. Такие элементы обычно применяют в конструкциях, где реализуется нестандартная конфигурация прижима, например угловая. Техническим развитием традиционных механизмов стала многодисковая фрикционная муфта, которая выигрывает за счет плавности хода и обеспечения более высокой силы сцепления. Что касается способа оказания прижимного усилия, то оно может обеспечиваться гидравликой или пневматикой. В первом случае рабочей средой будет выступать техническая жидкость, а во втором - сжатый воздух от компрессора. Также современные муфты работают за счет электромагнитных потоков, но из-за высокой стоимости и сложности данное решение менее распространено. Механика трения, в свою очередь, обеспечивается по сухому или мокрому принципу. В первом случае движения выполняются без применения смазки, а во втором - с маслом, которое снижает негативные эффекты трения и отводит тепло.

Муфта сцепления

Данная разновидность муфты отвечает за плавное сцепление ведущего и ведомого валов. Сложность ее задачи обусловливается не столько физической сцепкой, сколько противодействием нагрузкам окружающей среды. Для понимания особенности таких муфт на фоне других деталей, обеспечивающих сцепку, можно сравнить их с аналогами в виде зубчатых и кулачковых компонентов соединительной цепи. В отличие от них, фрикционные муфты сцепления при большой разности в скоростях двух валов не дают сильных ударов и перегрузок. Они скорее затормаживают активность механизма, обеспечивая тем самым возможность соосного сопряжения в наиболее выгодный момент. Иными словами, они подстраиваются под оптимальные условия сопряжения.

Предохранительная муфта

Муфты этого типа служат для безопасного соединения или разъединения валов в том случае, если механизм работает под высокими нагрузками. Такие элементы способны автоматически восстанавливать функциональность агрегата после того, как пиковая перегрузка завершилась. Но важно иметь в виду, что из-за различий в коэффициентах трения дисков тонность работы предохранительной муфты достаточно невелика. Поэтому ее чаще используют при регулярных, но кратковременных перегрузках, когда работа механизма выходит за рамки нормативной частоты крутящего момента. Компенсация поглощаемой энергии обеспечивается пружиной, демпферными элементами устройства или теплоотводящими материалами, из которых может быть выполнена и основа конструкции.

Используемые в конструкции материалы

Традиционные технологии изготовления муфт базируются на использовании стальных сплавов с антикоррозийными покрытиями. В наши дни также развивается сегмент композитных углеродных материалов, кевларовые элементы и так далее. Самые же технически развитые детали изготавливают из специализированных фрикционных материалов. В частности, к таким можно отнести ретинакс, трибонит и пресс-композит. Первый представляет собой сплав барита, асбеста и фенолформальдегидных смол, дополненных стружкой из латуни. В состав трибонита также входят компоненты нефтепродуктов и композиты, благодаря которым диск фрикционной муфты может эксплуатироваться в условиях водной среды. Прессованные композиты отличаются тем, что в составе их структуры предусматриваются высокопрочные волокна, повышающие износостойкость деталей.

Формы выпуска деталей

Дисковые муфты представляют целый класс пластинчатых фрикционных деталей. В эту группу кроме стандартного форм-фактора также входят вкладыши, которые изготавливаются из вышеупомянутого ретинакса и композитных сплавов. Пластинчатая муфта сцепления может иметь и форму сектора. Такие элементы тоже имеют внутренний и внешний диаметры, но в конструкции предусматривается и угловой сектор, позволяющий интегрировать элемент в механизмы с нестандартной сцепкой.

Заключение

Хотя на смену традиционной механике приходят более эргономичные, функциональные и удобные в управлении приводные системы наподобие электромагнитных и пневматических, в некоторых сферах по-прежнему востребованы привычные силовые детали. К таким как раз относятся и фрикционные муфты, благодаря несложной форме которых простые технические устройства служат долго и исправно. Разумеется, есть свои сложности в обслуживании таких компонентов. Они изнашиваются, требуют ремонта и замены. Однако даже внедрение современных электромагнитных аналогов пока не способно в полной мере восполнить функцию стальной муфты с гидравликой. Другое дело, что есть спрос на повышение технико-эксплуатационных качеств за счет новых композитных материалов. Но и они принципиально отличаются лишь физико-химическими свойствами.

Я облажался. С самого начала цикла нужно было стремиться к тому, чтобы как можно раньше приступить к рассмотрению какого-нибудь реального танка. Для этого нужно понять принцип работы КПП (первые два поста), принцип синхронизации (третий пост), суть главного фрикциона и механизмов поворота (четвёртый пост). После этого пятым постом должно быть подробное описание трансмиссии какого-либо танка, ну а трёхвальные КПП можно было бы и на потом оставить.

Но вместо этого Т-34-76 мы пощупаем только в седьмой части, хотя могли бы сделать это уже вчера или сегодня. Жаждущий сладких хлебов и зрелищ зритель негодует.

Расцепление и сцепление двигателя с коробкой передач.
Представим, что будет, если двигатель жёстко соединить с коробкой передач, а коробку передач через бортовые редукторы к ведущим колёсам танка. Мы едем на 40-тонном гробу на второй передаче и решили перейти на третью. В момент переключения передачи окружные скорости шестерней должны выровняться, а это означает изменение скоростей вращения ведущего и ведомого валов КПП. Но как изменить скорости вращения валов, когда ведущий вал связан с двигателем, а ведомый будет продолжать вращаться из-за того, что 40-тонный танк движется по инерции? Каким-то жалким конусным синхронизатором 40-тонный танк не притормозить, равно как и двигатель.

Решение напрашивается само собой: если отключить коробку передач от двигателя, то относительно лёгкий ведущий вал будет вращаться по инерции. Его скорость можно без труда изменить конусным синхронизатором, что позволит произвести уравнивание окружных скоростей зубьев и безударно включить нужную передачу.

Но если мы добавим зубчатую муфту для расцепления двигателя, результат будет неудовлетворительным. В момент включения этой муфты всё равно произойдёт сильный удар, поскольку обороты коленвала и ведущего вала КПП обязательно не совпадут (как бы сейчас сказал Мерфи, если они могут отличаться, они обязательно будут разными). Помимо этой проблемы есть ещё одна, куда более серьёзная. Представим, что я напился и сел за рычаги танка. Ничего не соображая я еду вперёд, газую со всей силы и впиливаюсь в бетонный ДОТ. Как не трудно догадаться, ДОТ я никак с места не сдвину, потому танк оказывается неподвижным. Значит, ведущие колёса тоже перестают вращаться, а вместе с ними и валы КПП. Но двигатель-то работал и вращал валы со значительной силой! Поэтому в момент столкновения вся трансмиссия испытывает огромное напряжение, зубья шестерён крошатся, валы стремятся скручиваться, а двигатель тупо клинит. Вывод: нам нужно не только сцеплять и расцеплять двигатель, но и предохранять трансмиссию при движении танка. Кулачковой муфты или подвижной шестерни тут явно не достаточно.

Фрикционная муфта или просто фрикцион.
Разрешить эти проблемы можно с помощью муфты, передающей вращение посредством трения, то есть фрикционной муфты или просто фрикциона. Простейший фрикцион устроен следующим образом:


На ведущем валу неподвижно закреплён металлический диск. На ведомом валу также находится диск, который может скользить на шлицах. В разомкнутом состоянии между дисками есть зазор, поэтому ведущий вал вращается, а ведомый неподвижен. Если прижать один диск к другому с большой силой, то ведущий и ведомый валы начнут вращаться как одно целое. То есть во фрикционе вращение передаётся не при помощи зубьев или кулачков, а при помощи силы трения.

Предохранительная функция главного фрикциона.
Соединим двигатель с коробкой передач при помощи фрикциона, который называется главным. Повторим опыт с употреблением алкоголя и неаккуратным вождением танка. Что случится, если мы теперь впилимся в ДОТ? Ведущие колёса и связанные с ними валы и шестерни резко остановятся, остановится и ведомый диск фрикциона. Ведущий диск фрикциона сцеплен с маховиком двигателя, который имеет большой запас энергии. Двигатель стремится вращать ведущий диск фрикциона, ведомый же диск останется неподвижным, поэтому фрикцион начнёт пробуксовывать, а поломки не произойдёт. Конечно, диски будут интенсивно изнашиваться, но лучше износить и заменить один-единственный главный фрикцион, чем выбрасывать всю трансмиссию и двигатель в придачу.

Есть главный фрикцион и на автомобилях, автохолопы называют его сцеплением.

Работа фрикциона при начале движения.
Залезем в танк и заведём двигатель, который начнёт вращать ведущий вал КПП. Так как включена нейтральная передача, танк с места не сдвинется. Расцепим главный фрикцион, включим первую передачу и снова его сцепим. Танк плавно тронется с места. Плавное трогание - заслуга именно главного фрикциона.

Посмотрим, что происходит в момент включения фрикциона. Водитель плавно, но быстро отпускает педаль сцепления и ведомый диск прижимается к ведущему. В первый момент времени фрикцион практически полностью пробуксовывает. Мехвод продолжает плавно отпускать педаль и диски всё сильнее и сильнее прижимаются друг к другу, сила трения постепенно увеличивается, а скорость танка без рывка возрастает. Самое главное - не просто плавно нажимать и отжимать педаль, но ещё и делать это быстро, поскольку в противном случае фрикцион будет дольше пробуксовывать и, как следствие, сильнее изнашиваться и чрезмерно нагреваться.

Модель фрикциона из Лего.
От безделия и праздного бытия я соорудил из подручных деталей полнофункциональную модель фрикциона. Выглядит эта штука следующим образом:


Так как гладкие пластиковые поверхности постоянно пробуксовывают, в качестве дисков используются резиновые шины, обеспечивающие лучшее трение. На ведомом и ведущем валах посажены колёса, одно из которых подвижное, а другое неподвижное. Если нажать на рычаг, то колёса сцепятся и фрикцион включится:

За красной крышкой скрывается механизм включения и выключения фрикциона. Посмотрим, что там такое:


С рычагом связана пружина, которая прижимает чёрный нажимной диск к ведущему колесу, придавливая его к ведомому колесу.

Включим фрикцион. Нажимной диск сдвигается. Так как корпус снят, ось перекашивается. Так-то она через пластины прижималось к стенкам корпуса:

Теперь осталось соединить фрикцион с коробкой передач (кот решил понюхать валы, мало ли что не так):

В настоящих фрикционах используется несколько пружин, равномерно прижимающих один диск к другому. У меня была только одна пружина, поэтому неизбежный перекос пришлось компенсировать направляющими плоскостями и массивным корпусом. Другое отличие настоящих фрикционов от моего поделия заключается в том, что прижимной диск вращается вместе с прижимающимся диском, у меня же он неподвижный. Это приводит к трению между прижимаемым колесом и диском, которое съедает часть силы. И хотя конструкция моя выглядит хлипкой, она на удивление надёжна и работоспособна. Я долго туда-сюда двигал рычаг насилуя механизм, но даже после всех экзекуций фрикцион продолжал работать без сбоев. Да и прижимной силы хватает для того, чтобы в штатном режиме работы вращение передавалось вообще без пробуксовок.

Настоящий фрикцион.
А вот так выглядит настоящая конструкция.

Не трудно разобрать, что ведомый диск зажимается между маховиком и нажимным диском. Нажимной и ведомый диски отходят под воздействием чашки с шариками, к которой подведён рычаг управления, тяга от которого идёт к педали сцепления.

Многодисковые фрикционы.
Если взять только два стальных диска, то возникающей между ними силы трения не хватит для движения не то, что танка, даже трактора. Увеличивать силу сжатия дисков нерационально, так как в этом случае фрикцион очень трудно будет выключить.

Силу трения увеличивают двумя способами. Во-первых, на диски приклёпывают накладки из материалов, значительно повышающих силу трения, которые называются фрикционными накладками. В моей модели резина служит своего рода накладкой на пластиковые диски. Во-вторых, вместо однодисковых применяют многодисковые фрикционы. В рассмотренных выше фрикционах был только один ведущий диск, но их можно сделать много. Вот так выглядит схема многодискового главного фрикциона танка Пантера:


1 - ведущий вал; 2 - картер фрикциона; 3 - ведущий барабан; 4 - ведомые диски; 5 - нажимной диск; 6 - нажимные рычаги; 7 - опорная муфта (регулировочная); 8 - нажимная пружина; 9 - вал, передающий крутящий момент на поворотный механизм; 10 - скользящая муфта выключения фрикциона; 11 - ведомые диски; 12 - ведомый вал фрикциона.

Но и это не предел совершенства. Если погрузить фрикцион в масло, то оно будет эффективно отводить тепло и уменьшать износ дисков. Конечно, сила трения снизится, но это можно скомпенсировать фрикционными накладками и многодисковой схемой.

Беспружинный фрикцион.
Нажатие на педаль сцепления требует значительных усилий. Облегчить труд мехвода можно при помощи гидравлического привода:

В принципе, раз для выключения фрикциона используется давление жидкости, то можно сделать ещё один шаг и вообще отказаться от пружин. Такой фрикцион называется беспружинным, а сжатие дисков осуществляет гидравлика:

Достоинство такой схемы заключается в удобстве управления. Кроме того, привод к фрикциону не требует регулировки, поскольку нужное давление обеспечивается редукционным клапаном.

Ну а на сегодня всё. В следующий раз поговорим о механизмах поворота, тормозах и, если хватит места, о заднем ходе.

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.