Принцип работы дискового тормоза ничем не отличается от принципа работы блокировочной муфты. Разница заключается только лишь в том, что дисковый тормоз соединяет какое-либо звено коробки передач с картером, а блокировочная муфта соединяет между собой два звена АКПП.
Рис. 4-15
Дисковый фрикционный элемент состоит из следующих основных элементов (рис. 4-15):
- дисков с фрикционными накладками (как правило, с внутренними шлицами);
- дисков без накладок (со шлицами на наружном диаметре);
- нажимного диска;
- упорного диска;
- поршня;
- одной или нескольких отжимных пружин;
- барабана, в котором размещаются диски и поршень.
Рассмотрим принцип работы фрикционного дискового элемента управления на примере блокировочной муфты (рис. 4-16). Поршень расположен в задней части барабана и удерживается в этом состоянии возвратными пружинами. Так обеспечивается необходимый зазор между фрикционными дисками муфты.
Рис. 4-16
Для включения муфты масло под давлением подается в пространство, называемое бустером муфты (рис. 4-16, а). Под действием силы давления масла поршень начинает перемещаться, сжимая при этом возвратные пружины.
Включение любого дискового элемента управления можно разделить на два этапа. На первом - в результате перемещения поршня муфты происходит выборка зазоров между фрикционными дисками. После того как все зазоры между фрикционными дисками будут полностью выбраны, наступает второй этап включения блокировочной муфты, а именно - начинается процесс сжатия пакета фрикционных дисков. На втором этапе перемещение поршня незначительно и обуславливается в основном деформацией фрикционных накладок. Сжатие дисков приводит к возникновению момента сил трения, который препятствует относительному скольжению дисков. При достижении момента трения определенной величины относительное скольжение дисков становится равным нулю, и два звена коробки передач, соединяемых этой блокировочной муфтой, начинают вращаться как одно целое.
Для выключения муфты ее бустер соединяют со сливной магистралью (рис. 4-16, б), и поршень под действием возвратных оружии возвращается в исходное положение. Усилие, сжимающее пакет фрикционных дисков, уменьшается до нуля, и муфта выключается.
В зависимости от конструктивных особенностей АКПП и усилия, которое должно развивать отжимное устройство при отводе поршня от пакета фрикционных элементов, существует три способа установки отжимных пружин:
- одна центральная цилиндрическая пружина (рис. 4-17 и 4-18);
- одна центральная тарельчатая пружина (рис. 4-17 и 4-19);
- несколько цилиндрических пружин, расположенных на периферии (рис. 4-16 и 4-20).
Рис. 4-17
Рис. 4-18
Рис. 4-19
Рис. 4-20
Отличительная особенность любой блокировочной муфты заключается в том, что ее бустер располагается во вращающейся детали (рис. 4-21, а), в то время как бустер тормоза всегда расположен в картере АКПП (рис. 4-21, б).
Рис. 4-21
Следует отметить, что в любом бустере в выключенном состоянии всегда находится масло. При выключении дискового элемента управления сбрасывается давление, но некоторая часть масла остается в бустере. Если бустер неподвижен, что характерно для дисковых тормозов, то ничего страшного в этом нет Но для вращающихся бустеров блокировочных муфт это обстоятельство весьма важно, поскольку под действием центробежных сил в масле, находящемся в бустере, возникает давление, вели чина которого вполне сопоставима с давлением, подводимым i бустер при включении муфты. Поэтому для предотвращения самопроизвольного включения блокировочной муфты необходимо предусматривать некоторые конструктивные меры, позволяющие полностью опустошить вращающийся бустер.
Для этого, как правило, используют специальные шариковые клапаны, которые располагают в максимально удаленной от оси вращения части бустера (рис. 4-22).
Рис. 4-22
Если в бустер подается давление, то под его воздействием шарик прижимается к седлу клапана, тем самым его закрывает (рис. 4-22, а). В случае выключения блокировочной муфты давление в бустере уменьшается, и под воздействием центробежной силы шарик выкатывается в специально спрофилированный канал, открывая при этом сливное отверстие (рис. 4-22, б). Таки» образом бустер полностью опустошается.
Скорость нарастания давления в бустере дискового элемента управления во многом определяет качество переключена передач, поэтому для формирования требуемого закона нарастания давления в гидросистемах АКПП широко используют такие известные приемы, как установка в каналах подвода давления в бустер фрикционного элемента управления жиклеров и гидроаккумуляторов (принцип их работы описан в главе 5). В дополнение к жиклерам и гидроаккумуляторам в АКПП современных, автомобилей в формировании требуемого закона нарастания давления участвует и электронный блок управления, который с помощью соленоида соответствующим образом изменяет давление в основной магистрали.
Как было показано в главе 3, в АКПП с тремя степенями свободы один и тот же фрикционный элемент управления может использоваться при включении нескольких передач. Естественно, что моменты, воспринимаемые им на различных передачах, не одинаковы, поэтому нет необходимости сжимать пакет фрикционных дисков с силой большей, чем это требуется для формирования потребного момента трения. В связи с этим во многих системах управления сжатие одного и того же пакета фрикционных дисков осуществляется с различной силой. Для этого используют поршень ступенчатой формы, и каждая ступень имеет свой бустер для подвода управляющего давления (рис. 4-23). В случае, если сила сжатия пакета фрикционных дисков должна быть небольшой, то управляющее давление подводится только к одной ступени поршня (рис. 4-23, а). Если требуется сжать диски большим усилием, то давление подается и ко второй ступени (рис. 4-23, б).
Рис. 4-23