для чего служит пневматический усилитель привода сцепления где его устанавливают
Пневмогидравлические усилители привода сцепления (ПГУ)
Конструкция ПГУ
ПГУ или пневмогидравлический усилитель привода, состоит из следующих основных частей:
Место крепления усилителя привода находится с правой стороны картера сцепления.
Передний корпус устройства обычно изготавливается из чугуна, а задний – из алюминия. Каждый имеет по 2 расточки, в которые устанавливаются поршни и следящий механизм. Соединение корпусов производится болтами. В переднем установлен пневматический поршень, уплотнённый резиновой манжетой. В дно его упирается гидравлический поршень, конструктивно изготовленный вместе с толкателем (его также называют «поршень выключения»). Полость гидравлического поршня защищена от проникновения пыли и грязи. Толкатель отклонён от оси на определенный угол для правильного функционирования усилителя привода сцепления.
Таким образом, ПГУ состоит из двух полостей, пневматической и гидравлической, с блоком управления или следящим устройством, которое подпружинено к корпусу и соприкасается с двухседельным впускным клапаном. Функциями следящего механизма ПГУ являются наблюдение за усилием, прикладываемым к педали, и пропорциональное изменение давления воздуха в полости перед пневматическим поршнем.
В некоторых станочных приспособлениях, работающих с помощью гидравлики, для удержания детали во время обработки требуется большое давление жидкости — 880×10^4 н/м^2 (90 кГ/см^2). Для получения высоких давлений жидкости иногда применяют
пневмогидравлические усилители, которые работают от обычной сети сжатого воздуха с давлением 39×10^4 н/м^2 (4 кГ/см^2). Обе полости усилителя (Е — низкого, Ж — высокого давления), заполненные маслом, могут сообщаться через отверстие и клапан 24, расположенные в штоке 9. Верхний уровень масла на 2 мм ниже торца трубки 11, через которую подается сжатый воздух. К штоку 9 прикреплен винтами 27 поршень 3, который перемещает шток 9 вниз или вверх в зависимости от подачи сжатого воздуха через отверстия Г или Д. Для предварительного закрепления обрабатываемой детали большого давления не требуется. Кулачки подводят к детали при давлении в магистрали 39×10^4 н/м^2 (4 кГ/см^2). Для предварительного зажима детали ручку трехходового крана (не показан на чертеже) ставят в среднее положение а (рис. 1, а); воздух из сети подается в полость низкого давления Е через отверстие В и трубку 1. Полости низкого и высокого давления сообщаются между собой: когда шток находится в верхнем положении, штифт 17 клапана 24 упирается в дно внутренней расточки втулки 5 в отжимает пружину 23 вместе с клапаном 24 вниз. Давление воздуха, действующее, на масло в полости Е, передается в полость Ж. Из отверстия И масло под давлением 39×10^4 н/м^2 (4 кГ/см^2) подается к приспособлению. Для осуществления рабочего зажима детали ручку трехходового крана переводят в положение б (рис 1, б). Воздух через отверстие Г поступает в полость К цилиндра 4. Поршень 3 со штоком 9 опускается вниз, и клапан 24 закроется. Дальнейшее движение штока 9 вниз создает в полости Ж повышенное давление, величина которого зависит от соотношения величин рабочих площадей поршня 3 и штока 9. Масло при повышенном давлении через, отверстие И поступает в приспособление, и деталь зажимается. Для освобождения обработанной детали ручку трехходового крана переводят в положение в (рис. 1, в). Воздух из сети проходит в полость Л цилиндра через отверстие Д и поднимает поршень 3 и шток 9 вверх. Воздух из полости низкого давления и полости К цилиндра выпускается в атмосферу. Давление масла падает, и приспособление освобождает обработанную деталь. В конце хода штока 9 вверх клапан 24 открывается и соединяет полости низкого и высокого давления. Полость низкого давления сваривают из трех деталей. При деталировании следует выполнить чертежи заготовок каждой детали в таком виде, в каком они поступают на сварку, а также сборочный чертеж сварного соединения.
Принцип работы ПГУ
Краткая схема работы усилителя привода сцепления выглядит следующим образом.
Если в системе отсутствует воздух, возможность выключения сцепления всё же сохраняется благодаря давлению рабочей жидкости, которая находится в гидравлической части усилителя привода сцепления. Конечно же, нажатие на педаль в этом случае должно быть гораздо сильнее – в диапазоне 70-90 кгс (700-900 Н).
Выпускаемые пневмогидравлические усилители привода сцепления не имеют штока и подходят для установки на автомобили «КамАЗ», а также взаимозаменяемы с другими модификациями ПГУ – например, с 5320-1609510
. Выбрать необходимую вам модель можно в соответствующем разделе нашего каталога. Для удобства покупателей сайт поддерживает опции выбора продукции с системой фильтров, просмотра дополнительной информации, добавления в корзину и последующей оплаты. По всем возникшим вопросам обращайтесь к нашим специалистам по телефону, скайпу или электронной почте, либо закажите обратный звонок – мы свяжемся с вами в ближайшее время.
Пневмогидравлический усилитель
Пневмогидравлический усилитель привода управления сцеплением (Рис. 4) служит для уменьшения усилия на педаль сцепления. Он установлен на специальных лапах картера сцепления с правой стороны. Пневмогидроусилитель состоит из следующих основных частей: переднего 19 и заднего 27 корпусов, поршня выключения сцепления 5 с толкателем 3, пневматического поршня 20, следящего поршня 11, диафрагмы редуктора и клапана редуктора 16. Передний и задний корпусы соединены пятью болтами, между корпусами установлена диафрагма, выполняющая одновременно роль прокладки.
В переднем корпусе 19 расточены два отверстия. Нижнее отверстие большего диаметра предназначено для установки и перемещения пневматического поршня 20. Верхнее ступенчатое отверстие предназначено для установки клапана редуктора 16 и седла диафрагмы 11 с пружиной диафрагмы 13. Полость клапана редуктора верхнего отверстия и надпоршневое пространство пневматического поршня нижнего отверстия соединены между собой каналом. Верхнее отверстие со стороны клапана редуктора закрыто крышкой подвода сжатого воздуха 14. В задней стенке цилиндра имеется резьбовое отверстие, закрытое пробкой 12 для слива конденсата.
В заднем корпусе 27 расточены тоже два отверстия — нижнее и верхнее. Нижнее отверстие выполняет роль цилиндра поршня выключения сцепления 5. Со стороны переднего корпуса в отверстие установлено и зафиксировано уплотнение поршня 23. С наружной стороны поршень имеет сферическое отверстие, предназначенное для установки толкателя 3. Толкатель сферической гайкой 1 установлен в гнездо рычага вилки выключения сцепления. Рычаг постоянно прижимается к толкателю пружиной, который в свою очередь, давит на поршень 5, обеспечивая контакт штока поршня с пятой пневматического поршня 20. Верхнее отверстие предназначено для установки корпуса поршня следящего действия 6. Полость поршня следящего действия и полость поршня выключения сцепления соединены между собой каналом.
В исходном положении (сцепление включено) толкатель 3 под действием пружины прижимается к поршню 5, который, в свою очередь, штоком упирается в пяту пневматического поршня 20. Поршень 20 занимает крайнее правое положение, пружина поршня 25 разжата.
Следящий поршень 11 под действием пружины диафрагмы 18 находится в крайнем левом положении. Седло диафрагмы отсоединено от клапана редуктора и надпоршневое пространство пневматического поршня 20 через открытый клапан и отверстие в седле диафрагмы сообщено с атмосферным отверстием, защищенным от попадания грязи предохранительным клапаном 9. Клапан редуктора 17 под действием своей пружины прижат к седлу крышки подвода воздуха и предотвращает попадание сжатого воздуха из системы в надпоршневое пространство поршня 20.
При нажатии на педаль сцепления рабочая жидкость под давлением поступает в полость цилиндра поршня выключения сцепления 5 и далее по каналу в заднем корпусе подводится к следящему поршню 7. Следящий поршень начинает перемещаться, сжимая при этом пружину диафрагмы 18 и перемещая седло диафрагмы. Седло диафрагмы, перемещаясь, закрывает выпускной клапан редуктора, сжимает пружину клапана и отодвигает впускной клапан от седла крышки подвода воздуха.
Сжатый воздух из системы поступает в надпоршневое пространство поршня 20. Поршень 20, имеющий большую площадь, под действием небольшого давления начинает перемещаться, сжимая пружину 22 и перемещая поршень выключения сцепления 5. Одновременно часть сжатого воздуха через сверление в переднем корпусе подводится в полость диафрагмы. Следящий поршень 7 оказывается под действием двух направленных друг к другу усилий. Одно усилие от давления рабочей жидкости стремится переместить поршень и открыть впускной клапан, другое усилие от действия пружины 18 и давления сжатого воздуха на диафрагму стремится вернуть поршень в исходное положение. При увеличении давления рабочей жидкости увеличивается и давление, действующее на диафрагму, чем и обеспечивается следящее действие пневмогидроусилителя. Пневматический поршень 20 и следящий поршень 7, диафрагма и пружина подобраны таким образом, что обеспечивается снижение усилия на педали сцепления до 15 кгс.
При выходе из строя пневмосистемы или при отсутствии воздуха в пневмосистеме перемещение поршня при выключении сцепления 5 осуществляется только под действием давления рабочей жидкости. При этом усилие на педали сцепления достигает 70…90 кгс.
При отпускании педали сцепления давление рабочей жидкости уменьшается, следящий поршень 7 перемещается в левое положение, диафрагма 11 под действием пружины 18 и давления сжатого воздуха прогибается, перемещая седло диафрагмы. Впускной клапан редуктора 17 под действием своей пружины садится на седло крышки подвода воздуха, прекращая подачу сжатого воздуха. Выпускной клапан редуктора при дальнейшем перемещении седла диафрагмы отрывается от него и сообщает надпоршневое пространство поршня 20 с атмосферой. Поршень 20 под действием пружины 22 перемещается в правое положение. Поршень 5 сначала под действием нажимного усилия диафрагмы сцепления, а затем под действием пружины занимает исходное положение.
В приводе выключения для сцепления 17 для снижения усилия на педали применяется сервопружина, регулировка усилия которой, проводится натяжением с помощью гайки 6 (Рис. 8).
Полный ход педали для сцепления модели 17, равен 170+5 мм.
Устройство автомобилей
Ступенчатые трансмиссии
Усилители привода сцеплений
Усилители привода сцепления вводятся в привод, если требуемое для выключения сцепления усилие на педали превышает 150 Н для легковых автомобилей и 250 Н для грузовых автомобилей. Их назначение – облегчить работу водителю по управлению сцеплением автомобиля при переключении передач либо при необходимости удержания сцепления в выключенном состоянии для временного разъединения трансмиссии от двигателя (например, при кратковременном движении накатом).
Наиболее часто в конструкциях автомобильных трансмиссий применяют механические и пневматические (пневмогидравлические) усилители сцепления.
Электрические усилители привода сцепления в настоящее время применения не нашли.
Механические усилители сцепления
Наиболее простым по конструкции является механический усилитель привода сцепления, в качестве которого используется сервопружина. Она позволяет снизить максимальное усилие на педали сцепления на 30…40%.
Сервопружина может устанавливаться как в механическом, так и в гидравлическом приводах и работать на сжатие или растяжение.
На рис. 1 приведена конструкция механического усилителя привода сцепления сервопружиной и схема ее работы. При включенном сцеплении сервопружина 2, воздействуя на рычаг 3, удерживает педаль 1 сцепления в верхнем положении, обеспечивая тем самым зазор между подшипником выключения сцепления (выжимным подшипником) и рычагами сцепления. При этом ось пружины Оа (рис. 2, б) находится выше оси поворота педали Оb.
При нажатии на педаль пружина сжимается и противодействует перемещению до тех пор, пока ось пружины Оа не займет положение ниже оси Оb. С этого момента пружина начнет создавать момент на рычаге 3, способствуя дальнейшему перемещению педали и выключению сцепления.
Пневматические (пневмогидравлические) усилители сцепления
Другим типом усилителей привода сцепления являются пневматические усилители, которые вводятся в гидроприводы грузовых автомобилей (рис. 2), поэтому их часто называют пневмогидравлическими усилителями, или, сокращенно, ПГУ.
Основные элементы привода такие же, как и на рассмотренных ранее конструкциях гидроприводов.
Иногда пневматические усилители сцепления грузовых автомобилей называют пневмогидравлическими усилителями, или ПГУ.
Пневматический усилитель 5 совмещается с рабочим цилиндром 9. Усилие, создаваемое усилителем, может передаваться на поршень рабочего цилиндра или непосредственно на вилку выключения сцепления.
Суммарное усилие, создаваемое гидравлической частью привода и усилителем, позволяет значительно облегчить выключение сцепления и удержание его в выключенном состоянии.
В случае отсутствия воздуха в пневмосистеме автомобиля возможна работа гидравлического привода без усиления, но при этом усилие на педаль при выключении сцепления существенно возрастает.
Пневматические усилители, как правило, в своей конструкции имеют так называемые следящие устройства, обеспечивающие пропорциональность между усилием на педали сцепления и усилием, развиваемым усилителем.
Отсутствие следящего устройства приведет к тому, что малейшее нажатие на педаль вызовет прогрессирующее ее перемещение за счет возрастающего дополнительного усилия, развиваемого пневматическим усилителем, что создаст неудобства и даже невозможность управления сцеплением.
Пневматический усилитель «КамАЗ»
Пневматический усилитель автомобилей марки «КамАЗ» (рис. 3) состоит из переднего 15 алюминиевого и заднего 18 чугунного корпусов.
В цилиндре переднего корпуса расположен пневмопоршень 14 с манжетой и возвратной пружиной 13. Пневмопоршень напрессован на толкатель 2, выполненный как одно целое с гидравлическим поршнем 17 рабочего цилиндра, который установлен в заднем корпусе.
В верхней части обоих корпусов находится следящее устройство, которое обеспечивает кинематическое и силовое слежение. К основным частям следящего устройства относятся следящий поршень 4 с уплотнительной манжетой 3, мембрана 7 с пружиной 9, впускной 11 и выпускной 10 клапаны и их седла 8, 12.
При включенном сцеплении пневмопоршень 14 находится в крайнем правом положении под действием возвратной пружины 13. Давление перед поршнем и за поршнем соответствует давлению окружающей среды. Полость перед поршнем соединяется с окружающей средой выходом 6 через открытый выпускной клапан 10 и отверстие б в седле выпускного клапана 8, а полость за поршнем – через отверстие а в корпусе. Поршень 17 рабочего цилиндра также находится в правом положении, так как он связан с пневмопоршнем.
При нажатии на педаль сцепления рабочая жидкость поступает под давлением в полость А рабочего цилиндра и одновременно к торцу следящего поршня 4, который перемещаясь, воздействует на клапанное устройство таким образом, что выпускной клапан 10 закрывается, а впускной 11 открывается, пропуская сжатый воздух в пневмоцилиндр.
Под давлением сжатого воздуха пневмопоршень 14 начинает перемещаться, оказывая воздействие на поршень 17 рабочего цилиндра. В результате на толкатель 2 поршня рабочего цилиндра действует суммарное усилие, обеспечивающее выключение сцепления.
Одновременно воздух через отверстие в в переднем корпусе 15 попадает в полость справа от мембраны 7 и, воздействуя на нее, оказывает противодавление перемещению следящего поршня 4, благодаря которому осуществляется силовое слежение.
Для полного выключения сцепления необходимо нажать на педаль с силой 200 Н.
При отпускании педали давление жидкости перед следящим поршнем 4 падает, под действием пружины 9 происходит смещение следящего поршня 4 влево, при этом впускной клапан 11 перекрывается, а выпускной открывается.
Сжатый воздух из полости перед пневмопоршнем 14 постепенно стравливается в окружающую среду, воздействие поршня на толкатель 2 уменьшается, и осуществляется плавное включение сцепления.
Если в процессе включения или выключения сцепления педаль будет остановлена, произойдет стабилизация давления в полости А рабочего цилиндра и в результате незначительного смещения следящего поршня 4 и мембраны 7 оба клапана закроются, а давление в полости пневмопоршня 14 также станет стабильным.
При отсутствии сжатого воздуха в пневматической системе сохраняется возможность управления сцеплением за счет давления только в гидравлической части усилителя, при этом усилие на педали, создаваемое водителем, будет составлять примерно 600 Н.
Пневмогидравлический усилитель сцепления автомобилей марки «КамАЗ» крепится на картере сцепления с правой стороны силового агрегата.
Пневматический усилитель «КрАЗ»
Пневматический усилитель автомобиля КрАЗ-260 (рис. 4) работает следующим образом.
При нажатии на педаль сцепления давление жидкости в рабочем цилиндре возрастает. Поршень 9 рабочего цилиндра вместе с воздушным клапаном 5 и его седлом 11 смещаются влево до тех пор, пока клапан не упрется в торец хвостовика 4 превмопоршня.
Дальнейшее перемещение гидропоршня открывает доступ воздуха через радиальное отверстие в нем и зазор между клапаном и седлом в полость пневматического цилиндра 3. Пневмопоршень, перемещаясь через шток 15 и рычаг 10 (рис. 2, б) выключает сцепление.
При отпускании сцепления давление жидкости в рабочем цилиндре снижается и поршень под действием возвратной пружины 12 (рис. 4) перемещается вправо, а воздушный клапан садится в седло, открывая выход воздуху через осевое отверстие в хвостовике 4 и сапун 1 в окружающую среду. Пневмопоршень смещается вправо под действием пружины 11 (рис. 2, б), сцепление включается.
Если педаль сцепления, а следовательно, поршень рабочего цилиндра будут остановлены в каком-нибудь промежуточном положении, хвостовик 4 (рис. 4), продолжая смещаться вправо, упрется в клапан 5 и выход воздуха прекратится.
Суммарное усилие пневматического и гидравлического поршней будут равно моменту сопротивления нажимного устройства сцепления и оттяжной пружины, наступит равновесное положение, и перемещение деталей прекратится. Выход из этого положения возможен при изменении усилия на педали сцепления.
Такая способность усилителя обеспечивать пропорциональность между усилием на педали и давлением воздуха на пневмопоршень называется слежением.
Приводы управления сцеплением
Механический привод выключения сцепления применяют на большинстве отечественных грузовых автомобилей, так как он наиболее прост по конструкции и удобен в эксплуатации. Основными деталями (см. рисунок 1.6) привода выключения сцепления автомобиля ЗИЛ- 130 являются педаль, которая закреплена на валу 5, связанном тягой 6 с рычагом 7 и вилкой 3 выключения сцепления.
При нажатии на педаль 7 все детали привода приходят во взаимодействие, в результате чего подшипник 2 муфты нажимает на внутренние концы рычагов выключения, нажимный диск отводится, а ведомый освобождается от усилия нажатия и сцепления выключается.
При включении сцепления педаль отпускают, муфта с подшипником под действием возвратной пружины 4 занимает исходное положение, освобождая рычаги выключения, и сцепление включается.
1 – педаль; 2 – нажимной подшипник; 3 – вилка выключения
сцепления; 4 – возвратная пружина; 5 – вал; 6 – тяга; 7 – рычаг
Рисунок 1.6 – Привод выключения сцепления автомобилей ЗИЛ-130
Гидравлический привод выключения сцепления сложнее по конструкции, чем механический, но он обеспечивает более плавное включение и допускает свободное расположение педали привода по отношению к механизму сцепления.
На автомобиле ГАЗ-24 гидропривод сцепления (см. рисунок 1.2) включает педаль 16, главный 15 и рабочий 14 цилиндры, а также толкатель 12, действующий на вилку 9 включения сцепления. Главный и рабочий цилиндры привода соединены трубопроводом.
Педаль подвешена на оси к кронштейну кузова. К педали шарнирно присоединен толкатель главного цилиндра, действующий на поршень. Перемещение поршня при нажатии на педаль показанное на рисунке 1.2 штрихпунктирной линией, вызывает перетекание жидкости по трубопроводу и повышение давления в рабочем цилиндре. В результате поршень рабочего цилиндра тоже начинает двигаться и через толкатель 12 действует на вилку 9, которая перемещает выжимной подшипник и выключает сцепление. Возврат педали в исходное положение после ее отпускания происходит под действием оттяжной пружины.
Пневматический усилитель привода сцепления служит для уменьшения усилия на педаль сцепления при выключении. Усилитель состоит из трех основных частей: источника пневматической энергии (компрессор и баллон со сжатым воздухом), исполнительного механизма Б (см. рисунок 1.7) и распределительного устройства А. Корпус усилителя состоит из двух частей 5, между которыми зажата мембрана. В корпусе усилителя расположены гидравлический 12, пневматический 11 и следящий поршни. Рабочая жидкость от главного цилиндра через трубку 3 и отверстие 14 подводится одновременно в цилиндр исполнительного механизма Б и к торцу следящего поршня распределительного устройства А.
При нажатии на педаль сцепления давление жидкости передается на гидравлический поршень 12 исполнительного механизма и следящий поршень в распределительном устройстве А, который, перемещаясь, открывает впускной клапан. Через открывшийся впускной клапан сжатый воздух от баллона поступает по каналу 10 под пневматический поршень 11 исполнительного механизма. Суммарное усилие от действия обоих поршней передается на толкатель 6 вилки выключения сцепления. Давление жидкости и воздуха устанавливается пропорционально усилию на педали 1 сцепления.
При отпускании педали сцепления впускной клапан закрывается. Поршни под действием пружин отходят в исходное положение, и воздух из пневмоцилиндра выпускается в атмосферу.
1– педаль сцепления; 2– главный цилиндр; 3 и 4 – трубки соответственно для жидкости и сжатого воздуха; 5 – части корпуса пневматического усилителя; 6 – толкатель; 7 – возвратная пружина; 8 – рычаг (вилка) выключения сцепления; 9 – отводка; 10 – канал сжатого воздуха от впускного клапана; 11 – пневматический поршень; 12 – гидравлический поршень; 13 – рабочий цилиндр; 14 – отверстие; А – распределительное устройство; Б – исполнительный механизм
Рисунок 1.7 – Пневматический усилитель привода сцепления автомобиля КамАЗ
1. Назначение сцепления автомобиля.
2. Устройство и принцип работы однодискового механизма сцепления.
3. Устройство ведомого диска сцепления.
4. Устройство и принцип работы однодискового механизма сцепления с центральной диафрагменной нажимной пружиной.
5. Устройство и принцип работы двухдискового механизма сцепления.
6. Устройство и принцип работы механического привода выключения сцепления.
7. Устройство и принцип работы гидравлического привода выключения сцепления.
8. Устройство и принцип работы пневматического усилителя привода сцепления.