АВТОМАТИЧЕСКОЕ СЦЕПЛЕНИЕВ. ПЕТРОВ, инженер, кандидат технических наук наете ли вы, сколько З ся водителю выжиматьраз приходитпедаль сцепления при движении автомобиля в таком крупном городе, как Москва? В среднем 600—700 раз на 100 километров пробега, то есть примерно через каждые 30 секунд. Вот почему на современных автобусах, большегрузных автомобилях и легковых автомобилях высокого класса (таких, например, как «Чайка» и ЗИЛ-111). устанавливают гидравлические передачи с автоматическим управлением, значительно облегчающим Труд водителя. Для легковых автомобилей массового пользования гидравлические передачи, однако, слишком сложны и дороги. Поэтому конструкторы, стремящиеся облегчить управление автомобилем, идут по пути создания автоматических сцеплений, применяемых совместно с обычной коробкой передач. За последние годы в нашей стране и за рубежом разработано более 30 конструкций подобного рода. В отличие от гидравлической передачи, автоматическое сцепление обеспечивает не полную, а частичную автоматизацию управления. Оно более чем наполовину облегчает управление трансмиссией и гораздо дешевле гидравлической передачи. На автомобиле, снабженном таким устройством, педаль сцепления отсутствует. Педаль тормоза делают широкой и сдвигают в сторону, чтобы на нее можно было нажимать как правой, так и левой ногой. Получается так называемое двухпедальное управление. Одной ногой водитель нажимает на пеР и с. 1. Электромагнитное сцепление без фрикционных накладок. 1 — коленчатый вал двигателя; 2 — сердечник электромагнита; 3 — обмотка возбуждения: 4 — якорь электромагнита; 5 • — ведущий вал коробки передач. даль тормоза, а другой — на педаль управления дросселем карбюратора. Трогаясь с места на автомобиле с автоматическим сцеплением, шофер нажимает на педаль управления дросселем. Это приводит к включению сцепления. При переключении передач водитель берется за рычаг коробки передач, на котором расположены электрические контакты. Они размыкаются и дают импульс электрической системе, выключающей сцепление. После переключения передач, когда шофер отпускает рычаг, контакты снова замыкаются. Благодаря этому сцепление включается. Для того чтобы при торможении ввтомобиля с включенной передачей двигатель не заглох, сцепление, в случае снижения скорости движения, автоматически выключается. При автоматическом управлении для преодоления силы нажимных пружин и включения сцепления необходим источник энергии. С этой целью может быть использована либо система электрооборудования автомобиля, либо разрежение, образующееся во впускной трубе при работе двигателя, либо сжатый воздух или давление масла, создаваемое специальным насосом. В зависимости от привода автоматическое управление сцеплением подразделяется на электрическое, вакуумное, пневматическое и гидравлическое. Все эти системы в настоящее время применяются на автомобилях. Р ис . 2. Электромагнитное сцепление с фрикционными нанладками. 1 — якорь электромагнита; 2 — реактивный диск; 3 — ведомый диск; 4 — нажимной диск; 5 — генератор; 6 — контакты на рычаге переключения передач.Наибольшее распространение получили электрические и вакуумные системы. Пневматическое управление в основном устанавливают на автобусах и грузовых автомобилях, имеющих тормоза с пневматическим приводом. Гидравлическое управление применяют, когда давление жидкости используется для управления и другими агрегатами автомобиля, например рулевым механизмом, коробкой передач и т. д. Простейшее электромагнитное сцепление (рис. 1) имеет сердечник электромагнита, жестко прикрепленный к коленчатому валу двигателя. В сердечник, одновременно выполняющий роль маховика, вставлена кольцевая обмотка возбуждения. При пропускании тока образуются магнитные силовые линии (показаны стрелкой), которые притягивают якорь к сердечнику. Когда прекратится подача тока, пружина отводит якорь и сцепление выключается. Правда, такое сцепление не нашло практического применения, поскольку поверхности трения сердечника и якоря, изготовленных из мягкой стали, при буксовании задирались и спекались. В современных типах электромагнитного сцепления, работающего по тому же принципу, этот недостаток устранен введением в конструкцию тонкого ведомого диска, обшитого феррадо (рис. 2). При включении сцепления он зажимается между реактивным и нажимным дисками. Реактивный диск упирается в сердечник электромагнита, а нажимной соединен с якорем. Наиболее совершенный способ автоматического регулирования момента трения в сцеплении — по числу оборотов коленчатого вала двигателя, то есть когда соответственно оборотам изменяется сила, сжимающая диски. Для этого ток к обмотке подводится в электромагнитном сцеплении непосредственно от генератора автомобиля. Автомобиль трогается с места следующим образом. При работе двигателя на холостом ходу напряжение, развиваемое генератором, незначительно (все электрические приборы, кроме сцепления, питаются от аккумуляторной батареи). Электромагнитная сила меньше силы отжимных пружин, в связи с чем сцепление выключено. При нажатии на педаль управления дросселем число оборотов коленчатого вала возрастает, увеличивается напряжение генератора и сцепление включается. Чем больше оборотов, тем больший момент способно передавать сцепление. Если при этом нагрузка на двигатель окажется чрезмерной, число оборотов начнет падать. В результате уменьшатся напряжение генератора и момент трения сцепления. В данном случае не может произойти рывка автомобиля, так как вызывающий его инерционный момент возникает при падении числа оборотов, что ведет к выключению сцепления. Подобные устройства имеют не только достоинства, но и недостатки. При износе накладок ведомого диска зазор между сердечником и якорем уменьшается. Это приводит к увеличению силы тяги электромагнита, вследствие чего нарушается установленный ранее режим включения сцепления. Для устранения данного недостатка применяют регулировочные прокладки и переменное сопротивление. Регулировку прихо-t2 дится проводить примерно через каждые 10 тысяч километров пробега. Кроме того, сцепление такого типа потребляет ток при движении автомобиля (расход составляет 30—40 ватт) и имеет скользящие контакты, требующие ухода. Заманчивой казалась идея применения электромагнита для управления центробежным сцеплением. Это устройство (рис. 3) свободно от указанных выше недостатков. От центробежных грузов сила сцепления передается здесь через реактивный диск и пружины к нажимному диску, который прижимает ведомый диск к маховику двигателя. Опора центробежных грузов, связанная с кожухом сцепления через фрикционную муфту, при этом вращается вместе с коленчатым валом двигателя. При переключении передач ток подается к электромагниту, который притягивает диск фрикционной муфтой, останавливает центробежные грузы и сцепление выключается. Но такое автоматическое устройство, содержащее ряд Дополнительных механизмов, не показанных на схеме, оказалось сложным. Тогда был создан принципиально новый тип электромагнитного сцепления с ферронаполнителем (рис. 4). Ферронаполнитель, представляющий собой суспензию из масла и мельчайших частиц железа, помещен в зазоре между сердечником электромагнита и ведомым элементом сцепления. При подаче тока магнитные силовые линии, проходя через ферронаполнитель, превращают его в твердую массу, которая крепко связывает сердечник электромагнита с ведомым элементом, обеспечивая включение сцепления. Практическое использование этого устройства было на первых порах связано с трудностями из-за того, что частицы железа под действием центробежных сил отслаивались от масла и сцепление переставало работать. Лишь после долгих экспериментов был найден наполнитель, обладающий необходимыми свойствами. Это мельчайшие частицы железа, покрытые защитной пленкой. Сейчас электромагнитное сцепление с таким ферронаполнителем успешно применяется на многих автомобилях в различных странах. Получило распространение и вакуумное управление центробежным сцеплением (рис. 5). Оно включается при нажатии на шедаль управления дросселем и увеличении числа оборотов коленчатого вала двигателя, обеспечивая плавное трогание автомобиля с места. При переключении передач центробежное сцепление принудительно выключается поршнем сервоцилиндра, к которому подводится разрежение от впускной трубы. Последняя соединяется с сервоцилиндром через электромагнитный клапан, управляемый контактами, расположенными на рычаге переключения передач. После того как рычаг отпущен, в сервоцилиндр поступает воздух через дросселирующий клапан. Подача воздуха регулируется им в зависимости от угла открытия дросселя карбюратора, и тем самым создается необходимый режим включения сцепления. Для устранения толчка автомобиля при включении сцепления после перехода на низшую передачу необходимо искусственно поддерживать высокоечисло оборотов двигателя. В вакуумной системе управления это достигается за счет принудительного открытия дросселя карбюратора. Дроссельная заслонка приоткрывается тягой, связанной с рычагом выключения сцепления. Центробежное сцепление при движении автомобиля с малой скоростью частично выключается, пробуксовывает и изнашивается. По этим причинам вакуумное управление иногда применяют совместно с обычным сцеплением, перед которым устанавливают гидромуфту, обеспечивающую плавное трогание автомобиля с места. Все рассмотренные схемы автоматических устройств — упрощенные. Для включения сцепления на стоянках с целью торможения автомобиля при помощи двигателя и пуска двигателя посредством буксировки эти схемы содержат дополнительные механизмы и системы. В последнее время в нашей стране созданы экспериментальные образцы автоматического сцепления с электрическим и вакуумным управлением для автомобилей разных моделей. Стоимость автоматического сцепления составляет 3—4 процента стоимости автомобиля типа «Запорожец,» и «Москвич-407». Это недорого, тем более если учесть, что автоматическая гидравлическая передача стоит гораздо больше (примерно 10 процентов стоимости автомобиля типа «Чайка» и ЗИЛ-111). Основной недостаток электрических и вакуумных систем управления заключается в том, что приходится выбрасывать обычное сцепление и вместо него устанавливать либо электромагнитное, либо центробежное или же применять гидромуфту. Это удорожает автоматизацию управления и создает трудности при монтаже. Вот почему желательно иметь систему, которую водитель мог бы приобрести по желанию за дополнительную плату и которая служила бы несложным дополнением к обычному сцеплению. Такая система должна регулировать момент трения сцепления по числу оборотов коленчатого вала и предотвращать пробуксовку дисков при движении автомобиля с малой скоростью. Создание подобных устройств позволит широко использовать автоматическое сцепление как на новых, так и на находящихся в эксплуатации автомобилях.Р ис . 3. Центробежное сцепление с электромагнитным управлением. 1 — нажимной диск; 2 — реактивный диск; 3 — центробежные грузы; 4 — опора центробежных грузов: 5 — электромагнит.Р ис . 4. Элентромагнитное сцепление с ферронаполнителем. 1 — сердечник электромагнита; 2 — ферронаполнитель; 3 — ведомый элемент сцепления. Р ис . 5. Центробежное сцепление с вакуумным управлением. 1 — центробежное сцепление; 2 — генератор; 3 — электромагнитный клапан; 4 — сервоцилиндр; 5 — дроселирующпй клапан: 6 — дроссель карбюратора; 7 — впускная труба двигателя; 8 — педаль.