Зчеплення автомобіля ВАЗ 2109

ПЕРЕДМОВА

Автомобіль ВАЗ 2109 випускається Волжським автомобільним заводом (ВАЗ) м. Тольяті (Куйбишевська обл.).

Підприємство побудоване в 19667-1971р.р. З 1974 р. головне ВО АвтоВАЗ випускає легкові автомобілі малого класу марки “Жигулі” (експортне найменування “Лада”), “Нива”.

На рубежі 10-ї та 11-ї п’ятирічки сімейство автомобілів ВАЗ поповнилось новими моделями ВАЗ 2108 та ВАЗ 21099.

Ці нові моделі і модифікації на їх базі створили групу моделей, яка прийшла на зміну перших автомобілів Волзького автозаводу.

В сучасних умовах існує величезна кількість різних типів автомобілів, але усі вони мають у своєму складі однакові за призначенням системи.

В цій роботі описується зчеплення автомобіля ВАЗ 2109. Цей автомобіль досить популярний на даний час. Вин поєднує приємливу ціну, надійність і гарні експлуатаційні характеристики. Але розглядаючи цей автомобіль з боку ремонту та обслуговування він є досить складний в ремонті. В його обслуговуванні та ремонті вимагають великих професійних знань, вмінь та навичок.

Автомобілі ВАЗ представляють собою моделі, які уособлюють в собі хороші динамічні та економічні характеристики, що роблять його собівартість і можливий доступ до широкого кола споживачів.

Автомобіль ВАЗ 2109 модель заводу. Двигун розташований спереду, ведучими являються передні колеса. Двигун максимально продвинутий вперед, що забезпечує оптимальне розподілення по осям, а відповідно стійкість автомобіля в дорозі. Салон розташовується в середині бази тобто в зоні найкращої плавності ходу. Що підвищує комфортабельність авто при експлуатації на дорогах з поганим покриттям. Кузов автомобіля цільнометалевий, несучої конструкції до якого кріпляться силовий агрегат та всі інші вузли і механізми автомобіля. В конструкції автомобілів враховані вимоги активної і пасивної безпеки.

Активна безпека автомобіля це сума факторів, що сприяє запобіганню аварій. До них відносяться: хороша стійкість і керованість, високі тягові якості, ефективне і стабільне уповільнення при гальмуванні, хороша оглядовість і комфортабельність, що забезпечує мінімальне стомлення водія. Автомобілі мають хорошу комфортабельність, що визначається легкістю і зручністю керування, формою, розмірами, розташуванням і м’якістю сидінь, забезпечують зручну посадку водія, ефективною вентиляцією кузова, хорошою оглядовістю з місця водія, малою шумністю в салоні, мінімальним впливом коливань і вібрацією кузова. Гальма автомобіля не втрачають ефективності після багатократного гальмування з високою швидкістю і забезпечує зберігання заданого по напрямку руху при різкому гальмуванні.

Пасивна безпека це сума факторів направлена на зменшення наслідків, якщо аварії все ж не вдалося уникнути. До них відносяться: забезпечення найменших деформацій при фронтальному і боковому ударі, а також перекиданні та ударі ззаду, ремені безпеки, безпечний руль і безпечне внутрішнє оздоблення кузова, що зменшує травмування водія і пасажирів, безпечність зовнішньої форми без виступаючих елементів, що при наїзді на пішохода або односторонньому зіткненні з іншим автомобілем та сприяє ковзанню, нормування пожежобезпечності автомобіля.

1. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ

Зчеплення автомобіля слугує для короткочасного роз’єднання колінчастого вала двигуна з коробкою передач та плавного з’єднання їх, що потрібно в разі перемикання передач і рушання автомобіля з місця.

На автомобілях ВАЗ 2109 встановлюється однодискове зчеплення з центральною пружиною. Воно на всіх моделях має майже однакову будову.

Але через комплектацію автомобілів ВАЗ двигунами різної потужності, їх зчеплення відрізняється характеристиками нажимної пружини, розмірами фрикційних накладок відомого диску, самим ведомим диском і кожухом зчеплення. ВАЗ 2109 застосовується сухе однодискове зчеплення з центральною нажимною пружиною та механічним приводом.

Рисунок 1 - Зчеплення ВАЗ-2107: 1. Нажимна пружина; 2. Фрикційні накладки ведомого диска; 3. Заклепка нажимной пружини; 4. Ведомий диск: 5. Заклепка-упор демпфера (гасителя крутильних коливань); 6. Передняя пластина Демпфера; 7. Задня пластина демпфера; 8. Маточина ведомого диска; 9. Пружина демпфера; 10. Нажимний диск; 11. Маховик; 12. Кришка картера зчеплення; 13. Картер зчеплення: 14. Кожух зчеплення: 15. Передня кришка коробки передач; 16. Ведучий вал коробки передач; 17. Муфта підшипника вимикання зчеплення; 18. Фрикційне кільце завзятого фланця: 19. Кульова опора вилки вимикання зчеплення: 20. Пружина вилки вимикання зчеплення; 21. Кільце натискної пружини: 22. Штовхальник вилки вимикання зчеплення; 23. Вилка вимикання зчеплення; 24. Робочий циліндр вимикання зчеплення; 25. Обтяжна пружина вилки вимикання зчеплення: 26. Фрикційні кільця демпфера: 27. Опорне кільце пружинної шайби: 28. Пружинна шайба демпфера: 29. Пластина. з'єднуючий натискний диск із кожухом зчеплення; 30. Фіксатор натискної пружини: 31. Сполучна пластина завзятого фланця і кожуха зчеплення: 32. Завзятий фланець натискної пружини; 33. Підшипник вимикання зчеплення: 34. Сполучна пружина вилки і муфти вимикання зчеплення; 35.1.Схема дії демпфера.

Рисунок 2 - Зчеплення і його привід: 1 - маховик; 2 - картер зчеплення; 3 – відомий диск; 4 - натискний диск; 5, 6 і 13 - підшипники; 7 - маслінка; 8 - регулювальна гайка; 9 - опорна вилка; 10 - кожух зчеплення;. 11 - відтяжний важіль; 12 - муфта виключення зчеплення; 14 - кульовий палець; 15 - натискна пружина; 16 - регулювальна тяга; 17 - важіль привода; 18 - кронштейн педалей зчеплення й гальма; 19 - пружина педалі зчеплення; 20 - валик педалей зчеплення й гальма; 21 -педаль зчеплення; 22 - вилка виключення зчеплення; 23 - пружина вилки вимикання зчеплення; 24 - завзятий палець; 25 - маточина відомого диска; 26 - пружина гасителя крутильних коливань; 27 - передній кронштейн; 28 - пробка; 29 - головний циліндр; 30 - захисний ковпак; 31 - задній кронштейн; 32 - эксцентриковий болт; 33 - промежуточньій важіль; 34 - тяга; 35 і 45 - штовхальники; 36 і 43 - поршні; 37 - манжета; 38 - стяжная пружина; 39 й 41 - трубопроводи; 40 і 42 - гнучкі шланги; 44 - рабочий цилиндр; А - компенсаційний отвір; Б - перепускний отвір; а - зчеплення автомобіля ГАЗ-53А; б - привод зчеплення автомобіля ГАЗ-66

На автомобілях ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12 встановлено однодискове зчеплення (див. Рисунок 2а) з периферійними нажимними пружинами, механічним приводом, його включення і гасителем крутильних коливань.

Зчеплення ГАЗ-66 (Рисунок 2б) відрізняється від зчеплення автомобіля ГАЗ-53 наявністю гідравлічного приводу.

Рисунок 3 - Гідравлічний привід зчеплення автомобілів сімейства КамАЗ: 1- кронштейн педалі; 2 - важіль штовхальника поршня; 3 - відтяжна пружина; 4 - педаль зчеплення; 5 - головний циліндр; 6 -обмежник ходу педалі; 7 - захисний чохол; 8 - штовхальник поршня; 9 - поршень; 10 - манжета поршня; 11 - корпус; 12 - пружина; 13 - ущільнювальне кільце; 14 - пробка; 15 - трубка підведення повітря; 16 - важіль вимикання зчеплення; 17 - сферична гайка; 18 - контргайка; 19 - штовхальник поршня пневмогідропідсилювача; 20 - поворотна пружина; 21 -пневмогідропідсилювача.

На відміну від автомобілів ГАЗ-53А та ГАЗ-66 в автомобілі КамАЗ встановлений гідропневмопідсилювач (див. Рисунок 3), який зменшує зусилля, які треба прикласти до педалі зчеплення.

В автомобілях ВАЗ (див. Рисунок 1) застосовується сухе однодискове зчеплення.з центральною діафрагменною пружиною та гідравлічним приводом. Але зчеплення автомобілів ВАЗ відрізняються характеристиками нажимної пружини, розмірами фрикційних накладок відомого диску, самим ведомим і кожухом зчеплення.

2. БУДОВА ТА ПРИНЦИП ДІЇ

Рисунок 4 - Зчеплення ВАЗ-2109: 1. Картер зчеплення; 2. Опорна втулка вала вилки вимикання зчеплення; 3. Вилка вимикання чеплення; 4. Підшипник вимикання зчеплення; 5. Натискна пружина; 6. Відомий диск;7. Маховик;8. Натискний диск; 9. Шкала для перевірки моменту запалювання; 10. Болт кріплення зчеплення до маховика; 11. Кожух зчеплення; 12. Опорні кільця натискної пружини; 13. Направляюча втулка муфти підшипника вимикання зчеплення; 14. Сальник первинного вала коробки передач; 15. Підшипник первинного вала; 16. Первинний вал; 17. Втулка вала качани вимикання зчеплення;18. Захисний чохол вилки вимикання зчеплення; 19. Фрикційні накладки ведомого диска; 20. Передня пластина демпфера; 21. Фрикційні кільця демпфера; 22. Маточина ведомого диска; 23. Упор демпфера; 24. Задня пластина демпфера; 25. Пружина демпфера; 26. Опорне кільце пружинної шайби; 27. Пружинна шайба демпфера; 28. Пластина, що з'єднує кожух зчеплення з натискним диском; 29. Муфта підшипника вимикання зчеплення; 30. Сполучна пружина вилки і муфти підшипника вимикання зчеплення

Зчеплення (див. Рисунок 4) кріпиться на маховику 7 шістьма болтами і трьома установочними штифтами, що центрують зчеплення щодо маховика. Воно закривається алюмінієвим картером 1, що кріпиться до блоку двигуна. З боку двигуна картер зчеплення закривається верхньою і нижньою кришками. У верхньої кришки мається шкала 9 з поділками, а на маховику мітка, по яких встановлюють і перевіряють момент запалювання. З цією метою на картері виконаний оглядовий люк. В отвір нижнього приливу картера зчеплення запресована втулка 2, на яку спирається нижній кінець вилки 3 вимикання зчеплення. Верхній кінець вилки заходить у пластмасову втулку 17. Важіль вилки виходить через люк назовні і з'єднується з тросом привода вимикання зчеплення. На виході важіль вилки ущільнюється захисним чохлом 18. У картері зчеплення виконані гнізда під підшипники первинного і вторинного валів коробки передач. Підшипник 15 первинного вала герметизується сальником 14. До внутрішнього торця гнізда цього підшипника кріпиться болтами направляюча втулка 14 муфти 29 підшипника вимикання зчеплення. Ведуча частина зчеплення, що складається з кожуха 11, натискного диска 8 і натискної пружини 5, виконана нероз'ємним вузлом і має тверде з'єднання з маховиком. Ця частина зчеплення призначена для передачі крутящого моменту на відому частину зчеплення. Кожух зчеплення відштампований зі спеціальної сталі. До нього заклепками кріпляться три пари пружних пластин 28, що з'єднують кожух зчеплення з натискним диском 8. Такий пружний зв'язок забезпечує передачу крутящого моменту від кожуха зчеплення на натискний диск і осьове переміщення натискного диска в кожусі при вимиканні зчеплення. Крім того, за рахунок пружності сполучних пластин нажимний диск відводиться від ведомого диска при вимиканні зчеплення. У гніздах кожуха приварені опорні кільця 12 круглого перетину. Вони є опорами для натискної пружини 5. щодо яких відбувається її прогин при вимиканні зчеплення. Нажимний диск 8 чавунний, має три приливи, через отвори яких проходять заклепки кріплення пружних пластин 28. З боку кожуха зчеплення на натискному диску виконані поглиблення для вентиляції зчеплення і кільцевий виступ, на який давить зовнішня кромка натискної пружини. Натискна пружина 5 відштампована з листової сталі, має форму усіченого конуса. Радіальні прорізи, що поділяють пружину на дванадцять секторів, утворять на поверхні пружини пелюстки, що працюють як важелі вимикання зчеплення. Прорізу на периферії переходять у фігурні отвори, у які при зборці заходять виступи кожуха зчеплень, після чого кінці їхній загинаються. При цьому пружина розміщується між опорними кільцями 12. Кінці пелюстків у місці контакту з підшипником вимикання зчеплення загнуті до заокруглення. Натискна пружина фосфатована і піддається дробоструйній обробці. Ведома частина зчеплення складається з ведомого диска 6 у зборі з фрикційними накладками 19 і гасителем крутильних коливань (демпфером). Ведома частина розташована на шліцах первинного вала коробки передач і приймаючи крутящий моментвід деталей ведучої частини, передає його на вал 16. Ведомий диск сталевий з фігурними прорізами, що поділяють його на вісім пелюстків, загнутих у різні сторони. Це додає хвилеподібну форму робочої поверхні диска. До пелюстків ведомого диска незалежно друг від друга приклепані сталевими заклепками фрикційні накладки 19. Голівки заклепок утопають в отворах накладок, а їхні стержні розклепані з боку диска через отвори протилежної накладки. Таким чином, до кожного пелюстка приклепані обидві накладки, кожна своєю заклепкою. Таке кріплення накладок зберігає хвилеподібну поверхню ведомого диска, а це забезпечує плавне включення зчеплення, тому що відомий диск стає плоским поступово, у міру збільшення зусилля притиснення його до поверхні маховика. При цьому ведомий диск спочатку прослизає щодо поверхонь маховика і натискного диска, і переданий крутящий момент крутить, зростає поступово. Це охороняє деталі трансмісії від перевантажень і забезпечує плавне зрушення з місця. З цією же метою, а також для гасіння крутильних коливань, відомий диск з'єднується з маточиною 22 через деталі гасителя крутильних коливань, що забезпечують пружний зв'язок між ними. В фланці маточини виконані шість прямокутних вікон і три підковообразні вирізи. Через них проходять упори 23 гасителя, що з'єднують передню 20 і задню 24 пластини демпфера з відомим диском. У пластинах демпфера й у відомому диску, як і в маточині, маються прямокутні вікна, у яких розташовані три пари пружин 25 різної пружності і кольору покриття. Пружини однакового кольору розташовані навпроти один одної. Застосування пружин різної і визначеної пружності розширює зону дії демпфера і забезпечує потрібну характеристику його роботи. По обидва боки фланця установлені фрикційні кільця 21: одне сталеве, інше з фрикційного матеріалу. Пружинна шайба 27 демпфера через опорне кільце 26 створює постійний момент тертя між поверхнями фрикційних кілець і маточини. Вимикання зчеплення здійснюється через механічний привід, зусилля від якого через важіль вилки 3 передається на муфту 29 підшипника вимикання зчеплення. Муфта 29 у зборі з підшипником 4 розташована на направляючій утулці 13. До виступів муфти притискається пружиною 30 вилка 3 вимикання зчеплення.

Рисунок 5 - Привод зчеплення ВАЗ-2109: 1. Педаль зчеплення;2. Трос; 3. Обойма гумового буфера троса; 4. Верхній наконечник оболонки троса; 5. Оболонка троса; 6. Нижній наконечник оболонки троса; 7. Кронштейн кріплення нижнього наконечника троса; 8. Пластина кріплення наконечника троса; 9. Захисний чохол; 10. Повідець троса; 11. Регулювальні гайки; 12. Вакуумний підсилювач; 13. Головний циліндр гідроприводу гальм;14. Бачок головного циліндра;15. Кронштейн вакуумного підсилювача; 16. Кронштейн педалей зчеплення і гальма; 17. Стопорна скоба; 18. Вісь педалей; 19. Відтяжна пружина педалі гальма; 20. Відтяжна пружина педалі зчеплення; 21. Дистанційна втулка; 22. Педаль гальма

Привод зчеплення механічний тросовий (див. Рисунок 5). Педалі зчеплення і гальма підвішені до кронштейна 16 на загальній осі 18. Кронштейн педалей приварений до щитка передка і до коробки воздухопритоку. Кожна з педалей установлена на осі на двох пластмасових втулках, встановлених у маточинах педалей. Між педаллю гальма і щокою кронштейна на осі встановлена пластмасова дистанційна втулка 21. Педаль зчеплення розташована на осі між щокою кронштейна і завзятою шайбою,установленої під голівку осі педалей. Вісь утримується в кронштейні стопорною скобою 17.Верхній кінець педалі з'єднується пальцем із тросом 2, що розташований в оболонці 5, по обох кінцях якої закріплені наконечники. Верхній наконечник 4 розташований у гумовому буфері, а він, у свою чергу, у сталевій обоймі 3. Буфер упирається торцем у гніздо передка кузова, а хвостовик буфера заходить в отвір передка, чим забезпечується фіксація буфера в гнізді. Нижній наконечник 6 оболонки троса затиснутий у гнізді кронштейна 7 коробки передач двома гайками 11 і фіксується пластиною 8. Гайками регулюється хід педалі. Кінець троса з'єднується з повідцем 10, у проріз якого заходить гачок важеля вилки вимикання зчеплення. Гачок важеля охоплює палець повідця. Оголена частина троса закривається захисним чохлом 9.

Зчеплення постійне замкнутого типу, тобто постійно включено. При цьому педаль 1 зчеплення відтягається у вихідне положення пружиною 19 до упора підшипника вимикання зчеплення в пелюстки натискної пружини. Ведомий диск під дією зусилля натискної пружини зажимається між поверхнями маховика і натискного диска. За рахунок сил тертя між поверхнями дисків крутящий момент від маховика і натискного диска передається на ведомий диск і через деталі демпфера на маточину ведомого диска і на первинний вал коробки передач. Для вимикання зчеплення натискають на педаль 1, що повертається на осі 18 і верхнім плечем тягне за собою трос. Переміщаючи в оболонці, трос через повідця і важіль повертає вилку вимикання зчеплення. Вилка переміщає по направляючій втулці муфту з підшипником вимикання зчеплення, що давить на пелюстки натискної пружини, і вона прогинається на опорних кільцях кожуха. При цьому зовнішня крайка пружини перестає давити на нажимний диск і ведомий диск ненабагато відходить від поверхні маховика. Передача крутящого моменту на ведомий диск припиняється. Внаслідок беззазорного привода зменшується повний хід педалі зчеплення і забезпечується більш чітке вимикання зчеплення, за рахунок чого поліпшуються умови роботи синхронізаторів коробки передач. Коли педаль відпускають, то вона під зусиллям пружини 19 повертається у вихідне положення, і підшипник вимикання зчеплення перестає давити на пелюстки натискної пружини,тому вона приймає свою первісну форму. Роблячи тиск, він переміщає нажимний диск в бік маховика. При натисканні на ведомий диск його хвиляста поверхня поступово стає плоскою, дозволяючи спочатку прослизати дискові,- унаслідок чого зчеплення включається плавно. При цьому крутящий момент від маховика передається на кожух і натискний диск і за рахунок сил тертя на ведомий диск, потім від нього через деталі демпфера на маточину ведомого диска і через шліцеве з'єднання на первинний вал коробки передач. Крутильні коливання колінчатого вала двигуна поглинаються фрикційним елементом демпфера і пружинами. При зміні крутящого моменту ведомий диск разом із пластинами демпфера переміщається щодо маточини. При цьому між поверхнею маточини і фрикційних кілець виникає тертя, пружини стискуються, передаючи момент, що крутить, на маточину. Хід стиску пружин залежить від величини переданого моменту. Поворот ведомого диска з пластинами демпфера щодо маточини обмежується упором пальців у подковообразні вирізи маточини, після чого стиск пружин припиняється. У зчеплення з беззазорний приводом у вихідному положенні педалі підшипник вимикання зчеплення упирається в пелюстки натискної пружини, що викликає їхнє спільне обертання. При вимиканні зчеплення безпосередньо починається робочий хід, унаслідок чого величина повного ходу педалі зменшується. Повний хід педалі повинний складати 125-130 мм. Він регулюється гайками 11, якими змінюють довжину нижньої галузі троса. У процесі експлуатації автомобіля внаслідок зносу накладок ведомого диска повний хід педалі зчеплення збільшується (педаль піднімається). Максимально припустимий хід педалі не повинний перевищувати 160 мм. Підшипник вимикання зчеплення в беззазорного привода самоустановлювальний з вбудованими захисними шайбами. Його постійний контакт із діафрагменной пружиною не тільки зменшує хід педалі, але також збільшує зносостійкість пари: пелюстки натискної пружини і внутрішнє кільце підшипника вимикання зчеплення.

Розглядаючи будову та технологію виготовлення вузлів зчеплення потрібно звернути увагу на матеріали з яких вони виготовлені. При роботі автомобіля більшість деталей переносять значне динамічне і статичне перевантаження, що в свою чергу призводить до їх швидкого зношення та виходу з ладу роблячи нероботоспроможним і цілий вузол відповідного агрегату.

Багато деталей переносять систематичне перевантаження тому дуже важливим є те з якого матеріалу і які конструктивні особливості має механізм, адже від цього головним чином залежить точність та якість виконуваної роботи або функції. При невдалому їх проектуванні може призвести до їх швидкоплинного руйнування з подальшим виходом з ладу

Більшість деталей автомобіля працює в агресивному середовищі і тому потребує особливого догляду та захисту. Звертаючи особливу увагу на зчеплення автомобіля ВАЗ 2108 потрібно сказати, що воно сухе (працює без змащення) тому особливо швидко зношується в разі значного перевантаження (різкого відпускання педалі зчеплення на великих обертах двигуна). Також причиною виходу з ладу зчеплення може бути потрапляння на фрикційні накладки мастильних матеріалів значно ускладнює ввімкнення зчеплення.